高穩(wěn)定的鉑及非鉑燃料電池催化劑的研究.pdf

1、近年來隨著人們對能源的需求逐漸增多導(dǎo)致的能源短缺和環(huán)境污染等成為困擾人們的嚴(yán)重問題，因此開發(fā)新型清潔能源及可再生能源至關(guān)重要。直接甲醇燃料電池（Direct methanol fuel cells,DMFCs）作為一種清潔能源，具備燃料利用率高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)點近年來受到廣泛關(guān)注。而在DMFCs中電催化劑的活性及穩(wěn)定性直接決定其使用效率和壽命，因此制備出活性高穩(wěn)定性好的催化劑成為關(guān)鍵。
　　傳統(tǒng)的Pt催化劑選用s

2、p2雜化的碳材料作為載體，這些碳材料載體容易發(fā)生氧化坍塌等一系列問題導(dǎo)致催化劑失去活性。本文制備的Pt基催化劑選用sp2雜化的碳納米管（CNT）作為基礎(chǔ)原料，對其進(jìn)行鍍Ti處理再通過在N2氣氛下進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過程獲得表面改性的載體TixNy/CNT，最后通過微波法載Pt獲得載Pt量為20％的Pt/TixNy/CNT催化劑。結(jié)果表明CNT表面均勻的負(fù)載了經(jīng)過中間過渡層TiC和Ti轉(zhuǎn)變而來的TixNy的鍍層，并且Pt金屬粒子均勻的錨定在了粗糙的

3、載體表面上。對催化劑Pt/TixNy/CNT進(jìn)行了DMFCs的陽極甲醇氧化、陰極氧還原及穩(wěn)定性等性能的測試，結(jié)果顯示，相比常用的20%載Pt量的碳載鉑（Pt/C）催化劑，Pt/TixNy/CNT具備更優(yōu)秀的催化甲醇氧化和氧還原的能力，并且作為催化劑具有優(yōu)異的穩(wěn)定性能。
　　為進(jìn)一步避免Pt金屬催化劑的高成本和資源有限性，摻雜的非鉑催化劑成為研究重點。常見的摻雜的碳化物衍生碳催化劑，仍然存在性能不夠優(yōu)異，穩(wěn)定性差的問題。本文選用碳化