鉑基-多孔石墨烯材料對(duì)甲醇電催化氧化的性能研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池具有裝置簡(jiǎn)單、加料方便、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，近幾年已經(jīng)得到商業(yè)化的應(yīng)用，推動(dòng)了新能源裝置的研發(fā)進(jìn)度。其電池的性能主要取決于其電化學(xué)催化劑，而其載體材料直接影響著催化劑催化性能。目前催化劑主要以負(fù)載型鉑基材料為主，其載體材料多為碳材料。碳載體材料具有較高的比表面積便于催化劑的擔(dān)載，同時(shí)具有優(yōu)異的電導(dǎo)性與穩(wěn)定性促進(jìn)其電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。目前已有許多研究通過載體碳材料的改性與功能化來提高催化劑的催化性能。具有三維多孔結(jié)構(gòu)的石墨烯比

2、表面積較高，其具有大量的吸附位點(diǎn)有利于催化劑的擔(dān)載并可以促進(jìn)電解質(zhì)的流動(dòng)。因此，本文以鋅箔為還原劑制備的石墨烯與氧化石墨烯進(jìn)行對(duì)比，研究了鋅箔還原石墨烯的可行性，并采用鋅箔與納米鎳兩種不同的還原劑制備了具有三維多孔結(jié)構(gòu)的石墨烯載鉑納米催化劑。
　　本文采用改進(jìn)的Hummers法制備了氧化石墨，將其制備成的氧化石墨烯溶液以鋅箔為還原劑，一步實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯與氯鉑酸的還原，制備了具有孔道結(jié)構(gòu)的石墨烯載鉑催化劑(Pt/RGO)。利用掃描

3、電鏡與透射電鏡對(duì)其結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行了觀察，通過循環(huán)伏安法與計(jì)時(shí)電流的測(cè)試分析了其還原溫度與時(shí)間對(duì)其催化活性及穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)其在室溫下制備的Pt/RGO的催化活性與穩(wěn)定均高于商業(yè)鉑碳。同時(shí)我們利用納米鎳對(duì)氧化石墨進(jìn)行還原，并實(shí)現(xiàn)了納米鉑的擔(dān)載，分析了鉑擔(dān)載量對(duì)其催化性能的影響。同時(shí)在掃描電鏡與透射電鏡下對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)13％wtPt的Pt/RGO的質(zhì)量比活性與抗中毒性均高于20%wtPt/C與10%wtPt/C，隨著鉑含量的上升，