燃料電池用W18O49的合成及其載Pt催化劑的性能研究.pdf

1、電催化劑的耐久性是質(zhì)子交換膜燃料電池商業(yè)化過程中亟待解決的關(guān)鍵問題之一。催化劑載體由于其在降低鉑載量、提高催化劑的活性及穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出的良好性質(zhì)，已成為低溫燃料電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。碳質(zhì)載體如炭黑是廣泛使用的載體，但其在高電位下的穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，化學(xué)穩(wěn)定性好、抗腐蝕強(qiáng)的非碳載體成為近期研究的新熱點(diǎn)。本論文制備出一種納米級棒狀的鎢氧化物，并對其進(jìn)行了負(fù)載鉑處理，并且首次應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑載體領(lǐng)域，取得了較好的電化學(xué)

2、催化效果。
　　首先，從制備工藝合成方法著手，對不同尺寸形貌的W18O49的制備技術(shù)進(jìn)行了一系列的研究。采用對WO3進(jìn)行還原氣氛中高溫處理制備W18O49，制備出的催化劑載體W18O49發(fā)生了較嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象，產(chǎn)物顆粒的大小為亞微米甚至微米級;采用對鎢酸銨在還原氣氛中高溫處理方法制備W18O49，制備出的催化劑載體W18O49團(tuán)聚較少，產(chǎn)物的顆粒大小為納米級。因此，本論文選定的制備催化劑載體W18O49的方法為高溫還原鎢酸銨法。<

3、br>　　其次，研究了鎢酸銨煅燒法制備催化劑載體W18O49的反應(yīng)條件。以鎢酸鈉、硫酸銨和濃鹽酸為原料，通過水熱法制備出纖維狀納米級前驅(qū)體鎢酸銨。并且對鎢酸銨前驅(qū)體在還原氣氛中進(jìn)行高溫處理，通過控制不同的煅燒溫度可以制備出不同化學(xué)計(jì)量比的鎢氧化物。實(shí)驗(yàn)過程中采用的還原性氣體為5％H2+95％Ar，煅燒溫度范圍為500～700℃之間。研究表明:當(dāng)選擇的煅燒溫度為600℃時，制備出的產(chǎn)物為納米級棒狀W18O49，產(chǎn)物的比表面積為20.6 m

4、2/g。
　　最后，采用鎢酸銨煅燒法制備的W18O49納米棒為載體，進(jìn)行催化劑Pt的負(fù)載。本論文嘗試了多種負(fù)載金屬Pt的方法，最后篩選出的方法為氯氨合鉑還原法，該方法負(fù)載的Pt顆粒較均勻。本文以氯氨合鉑為鉑源，乙二醇為溶劑和還原劑，將二者與催化劑載體W18O49混合并充分超聲分散后高溫回流。研究表明:當(dāng)回流溫度為145℃，回流時間為2h時，Pt的負(fù)載最為均勻。然后本論文對負(fù)載型電化學(xué)催化劑pt/w18O49的電催化性能進(jìn)行了評價(jià)。