Ni納米線-管陣列擔載Pt-Pd催化劑的研究.pdf

1、近年來質(zhì)子交換膜燃料電池,尤其是直接醇類燃料電池由于操作溫度低、安全性高、啟動快等優(yōu)點成為未來應(yīng)用于各類型移動電源設(shè)備的研究焦點。但是這類燃料電池是以Pt作為催化劑,由于Pt價格昂貴導致燃料電池的成本居高不下,因此研究高效的價廉的催化劑對于燃料電池的應(yīng)用和推廣至關(guān)重要。由于有序化膜電極在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,以及目前研究還較少,所以主要研究了有序化膜電極載體的制備以及其應(yīng)用于催化劑的性能。
　　研究了電化學陽極氧化法制備研究氧化鋁模板的溶

2、液組成及有關(guān)的工藝方法,并且以草酸溶液為電解液制備了孔徑為100nm,孔壁厚30nm,孔密度為1.5×108/m2的陽極氧化鋁模板。
　　研究了化學鍍鎳的前處理工藝和條件,并且篩選出了適宜的化學鍍鎳添加劑,研究了以電鍍Ni的方式將Ni納米線/管固定成為Ni納米線/管陣列的方法,確定了電鍍鎳的工藝條件。分別采用孔徑為100nm和250nm的陽極氧化鋁模板,制備出了規(guī)則度較高的Ni納米線陣列和Ni納米管陣列。研究了Ni納米線和Ni納米

3、管陣列作為電極在堿性溶液中的循環(huán)伏安行為和催化乙醇氧化的行為,結(jié)果顯示其比表面積遠遠大于Ni平板電極。
　　研究了在Ni納米線/管陣列載體上負載Pt、Pd、以及Pt-Pd催化劑的方法,通過調(diào)整溶液組成及時間,采用置換反應(yīng)的方式制備了形貌理想的催化劑。通過面掃描測試,發(fā)現(xiàn)Pt和Pd在Ni納米線/管陣列載體上均勻分布。采用ICP測試研究了Pt和Pd在Ni納米線/管陣列載體上的負載質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)所制備的樣品中,Pt和Pd的負載量均在0.8m

4、g/cm2以下。
　　研究了催化劑在堿性溶液中的循環(huán)伏安行為,以及催化乙醇氧化反應(yīng)的能力。結(jié)果表明以Ni納米線/管陣列載體制備的催化劑具有更大的比表面積,且以Ni納米管陣列為載體的催化劑優(yōu)于以Ni納米線陣列為載體的電極;發(fā)現(xiàn)Pd在堿性溶液中催化乙醇氧化的性能優(yōu)于Pt,但是對于中間產(chǎn)物的氧化能力弱于Pt,而將兩者同時負載于Ni納米線/管陣列載體后,便得到了具有較好的催化活性,且對對中間產(chǎn)物有一定氧化能力,具有較強抗毒化能力的催化劑的