石墨烯聚吡咯納米材料擔(dān)載鉑催化劑對(duì)甲醇的電催化性能研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)具有燃料便宜、易于儲(chǔ)存和攜帶、理論單位能量高，近乎無(wú)污染排放等優(yōu)點(diǎn)，是各種小型便攜式電源的理想動(dòng)力源之一。而實(shí)際DMFC的陽(yáng)極催化劑容易中毒，因此制備和尋找高活性的催化劑是提高DMFC性能的重要途徑，也成為研究者們不斷追求的目標(biāo)。目前，Pt基催化劑仍然是DMFC中使用最廣泛的催化劑，通常Pt基催化劑負(fù)載在電活性良好、高比表面的炭載體上，諸如碳納米管、石墨烯、以及導(dǎo)電聚合物。本論文分別以石墨烯(GNS)、石墨烯

2、基的聚吡咯（GNS-PPy）以及聚吡咯納米球(PNS)作為催化劑載體，制備高分散的PtNPs@GNS、GNS-PPy/PtNPs以及PtNPs@PDDA-PNS納米催化劑。主要考察了碳載金屬催化劑的金屬粒徑、形貌、晶型、催化活性及穩(wěn)定性。具體的研究工作主要集中在以下幾個(gè)方面：
　　實(shí)驗(yàn)采用的石墨烯由電弧法制備，由于其良好的電活性，可直接用來(lái)做催化劑的載體。在H2SO4和H2PtCl6．6H2O的溶液中，用循環(huán)伏安法（CV）電沉積制

3、得不同Pt含量的PtNPs@GNS催化劑。利用SEM、EDS、XRD、XPS、Raman等測(cè)試手段表征了催化劑的形貌、成分、晶型、表面化學(xué)環(huán)境以及金屬的拉曼增強(qiáng)效應(yīng)。并用循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法測(cè)定了不同金屬含量的PtNPs@GNS的催化活性和穩(wěn)定性。
　　石墨烯做導(dǎo)電襯底，將其固定于玻璃碳電極上，用電沉積的方式，將聚吡咯聚合沉積在石墨烯的表面，制得聚吡咯納米簇，再沉積鉑納米顆粒在石墨烯基聚吡咯復(fù)合物GNS-PPy的表面，制得GNS

4、-PPy/PtNPs催化劑。SEM、EDS、XRD、XPS、Raman分別被用來(lái)表征催化劑的形貌、成分、晶型、表面化學(xué)環(huán)境以及拉曼增強(qiáng)效應(yīng)；再用循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法測(cè)定了GNS-PPy/PtNPs的催化活性以及穩(wěn)定性。
　　氧化吡咯單體制得直徑約為60nm的聚吡咯納米球,將其用PDDA表面功能化，使聚吡咯球的表面帶正電荷,吸附PtCl62-形成穩(wěn)定的電荷對(duì)PDDA+PtCl62-。然后以NaBH4為還原劑，制得高催化活性的PtN