醇類電氧化低貴金屬催化劑的制備與性能研究.pdf

1、直接醇類燃料電池（DAFC）是以小分子醇類為燃料、直接將化學能轉化為電能的裝置。它具有能量轉化效率高、燃料來源豐富、儲運方便、成本低廉等優(yōu)點，是理想的便攜式電源。為提高堿性介質中多壁碳納米管（MWCNT）負載Pd基催化劑對醇類電氧化反應的催化活性及抗中毒能力，本文采用乙二醇還原法制備了Pd/MWCNT催化劑，并引入過渡金屬進行改性，制備了PdM/MWCNT（M=Ni、Mo、Ce）二元催化劑。采用透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線光電子能

2、譜（XPS）及差熱分析（DTA）等手段對催化劑的形貌、組成及結構進行表征。以循環(huán)伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）、電化學阻抗譜（EIS）及計時電流法（CA）等電化學方法考察了催化劑在醇類電氧化反應中的催化活性及抗中毒能力。主要研究結果如下：
　?。?）采用乙二醇還原法制備了Pd/MWCNT催化劑與PdNi/MWCNT催化劑，結果表明添加 Ni后的催化劑在載體表面分散更均勻，平均粒徑為2.34nm。PdNi/MWCNT催化劑

3、中Ni主要以Ni(OH)2和NiOOH形式存在，在堿性溶液中對甲醇的電催化氧化表現(xiàn)出較高的活性。
　?。?）通過PdM/MWCNT（M=Mo、Ce）催化劑的優(yōu)化實驗，發(fā)現(xiàn)Mo、Ce納米粒子的添加有助于提高催化劑的催化能力，且當Pd:Mo=1:0.2、Pd:Ce=1:0.1時，350℃焙燒制得的PdMo/MWCNT、PdCe/MWCNT催化劑分別對甲醇、乙醇的電催化氧化活性較為突出，抗CO中毒能力較強。
　?。?）通過對助催化

4、劑鉬、鈰化合物的焙燒，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，金屬氧化物的生成量增多，能為催化劑提供較豐富的含氧物種，促進中間產物的繼續(xù)氧化，從而提高催化劑的抗中毒能力；但焙燒溫度過高，會引起催化劑的導電能力下降，甚至破壞碳納米管載體的結構，使催化劑失效。
　?。?）通過比較優(yōu)化后的PdMo/MWCNT與 PdCe/MWCNT催化劑，發(fā)現(xiàn)PdMo/MWCNT催化劑的粒徑較小，在載體表面上具有較好的分散性。電化學測試表明，在堿性溶液中，PdMo/MWC