2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、催化劑是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)最為重要的關(guān)鍵材料之一。目前,Pt/C是應(yīng)用最為廣泛的PEMFC催化劑,但是其仍面臨著氧還原活性不高,穩(wěn)定性較差,及成本過高等問題,限制了PEMFC整體的效率及商業(yè)化推廣。本文確定了催化劑的制備方法并對Pt/C催化劑的制備進(jìn)行了逐步放大,用以滿足實(shí)驗(yàn)室對Pt基催化劑用量上的需求,從引入助催化劑及新型載體兩個(gè)方面出發(fā),根據(jù)Pt與Ti同為d區(qū)元素的特點(diǎn),嘗試找到可以提升Pt基催化劑活性及穩(wěn)定性的Ti系

2、材料。 ⑴確定了催化劑的制備方法并對Pt/C催化劑的制備進(jìn)行了逐步放大。對比了連續(xù)微波法(CM)、脈沖微波法(PM)及乙二醇回流法(EG—Reflux)所制備的Pt/C催化劑的電化學(xué)活性面積及Pt顆粒形貌,并比較了以不同C材料為載體的催化劑活性和結(jié)構(gòu),優(yōu)選出制備方法(PM、EG—Reflux)及載體;對50%Pt擔(dān)載量的Pt/C催化劑的制備進(jìn)行了逐步放大,所得催化劑與商業(yè)化的Pt/C相比,電化學(xué)活性面積較大且顆粒較小;并且催化劑

3、制備工藝穩(wěn)定可靠。將自制催化劑制得電極,經(jīng)過單池性能測試,催化劑可以滿足使用要求。 ⑵制備了N及Sn摻雜的TiO2(NTT)助催化劑,并利用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、及X射線光電子能譜(XPS)等手段,對其晶形、形貌及元素組成進(jìn)行了分析;以不同比例混入Pt/C催化劑后,對NTT/Pt/C共混催化劑進(jìn)行了循環(huán)伏安動電位掃描和旋轉(zhuǎn)圓盤電極測試,研究了其對Pt/C催化劑電化學(xué)活性面積及氧還原半波電位的影響;并在不同增濕

4、條件下,在單電池中對NTT/Pt/C及Pt/C催化劑進(jìn)行了測試。結(jié)果顯示,NTT不僅可以促進(jìn)Pt/C催化劑活性,并且其具有一定的保水能力,在低增濕工況下可以顯著提升PEMFC的性能。 ⑶系統(tǒng)地研究了TiC及TiN作為Pt基催化劑載體的可能性。采用XRD、TEM以及比表面積及孔分布表征,對載體的晶形、形貌、比表面積及孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;并采用動電位掃描法,研究了這兩種載體的本征電化學(xué)穩(wěn)定性。后以兩種材料為載體,制備了不同Pt擔(dān)載量的

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