燃料電池復(fù)合催化劑Pt-CeO2-r-NGO的合成與研究.pdf

1、近幾年來,燃料電池憑借其高效、綠色、安全等優(yōu)點,越來越成為研究人員關(guān)注的焦點,而陽極催化劑不僅會影響到燃料電池的整體性能,又同燃料電池的商業(yè)化成本密切相關(guān),在燃料電池體系當(dāng)中有著舉足輕重的地位,目前主要的研究方向集中在催化活性,抗CO毒化能力,穩(wěn)定性及降低貴金屬使用量幾個方面。鑒于此,本文利用石墨烯材料和CeO2微球自組裝一種具有三維空間結(jié)構(gòu)的催化劑,并系統(tǒng)的表征催化劑的催化性能和催化機理。
　　采用還原態(tài)納米尺度的石墨烯片層和C

2、eO2納米球前期材料,通過乙二醇還原一步法合成具有特殊結(jié)構(gòu)的Pt/CeO2/r-NGO(還原態(tài)納米級氧化石墨)催化劑,高分辨率透射電鏡下和對催化劑的線性掃描揭示了Pt/CeO2/r-NGO催化劑微觀結(jié)構(gòu),以CeO2微球為內(nèi)核,直徑約為77.3nm,以r-NGO為包覆外殼層,有效厚度為5~6nm,而粒徑在2~3nm的Pt納米微粒夾雜在其中,是在三維程度上的空間核殼結(jié)構(gòu)。CO溶出實驗表明,大部分Pt納米晶處于CeO2與r-NGO交界區(qū)域,少

3、部分Pt處于r-NGO殼層內(nèi)部和表面位置上。
　　Pt/CeO2/r-NGO催化劑的電化學(xué)活性面積(ESA)高達(dá)100.7m2g-1(Pt),作為陽極催化劑來說,表現(xiàn)出了非凡的催化活性,對于甲酸陽極氧化其正掃PI峰是普通Pt/C催化劑的3倍,PII峰是Pt/C催化劑近4倍;對于甲醇陽極氧化其正掃峰為Pt/C的2.65倍,除此之外,經(jīng)1000次循環(huán)后,Pt/CeO2/r-NGO催化劑的ESA能保持為原有的84.4％,這些優(yōu)異的電化學(xué)