直接甲醇燃料電池陽極催化劑的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池以其特有的優(yōu)勢,廣泛的被關(guān)注。如何提高其陽極催化劑的催化效果是直接甲醇燃料電池發(fā)展的一個重要挑戰(zhàn)。直接甲醇燃料電池的陽極催化劑研究最廣的是Pt催化劑,Pt基催化劑有一個致命的問題:在催化氧化甲醇的過程中會被中間產(chǎn)物CO中毒而傷失了部分活性,影響其的催化效果。論文第二章針對Pt催化劑CO中毒的問題,向Pt催化劑中摻雜了CeO2,CeO2對CO的氧化有著高度的敏感性,會加速CO的氧化,釋放更多的Pt活性點,提高Pt對甲醇的電

2、催化活性。同時為了降低Pt的使用量,提高Pt的分散性和穩(wěn)定性,使用以AAO為模板水熱法合成了排列有序的碳納米管為Pt-CeO2催化劑的載體。實驗的結(jié)果表明摻雜了CeO2后,Pt-CeO2/CNT催化劑對甲醇的電催化活性要高于Pt/CNT催化劑對甲醇的電催化活性,當Pt:CeO2的摩爾比為2:1時,Pt-CeO2/CNT催化劑的活性達到最佳。為了避免Pt中毒的問題,論文第三章使用Au作為甲醇的電催化劑,有研究表明在堿性環(huán)境中,Au對甲醇的

3、電催化作用時,不產(chǎn)生CO,這樣就避免了催化劑中毒的情況發(fā)生。由于大塊金的催化活性很低,本章中制備了納米級別的Au顆粒,并用巰基硅烷成功的將Au納米顆粒自組裝到ITO電極表面,制備了Au納米顆粒薄膜電極。通過與Au盤電極比較,發(fā)現(xiàn)納米級別的Au/ITO對甲醇的電催化活性有了很大的提高,并對Au催化劑對甲醇的電催化氧化的機理進行了探討。相對于Pt催化劑,納米Au顆粒的催化活性比較低,這里結(jié)合Au對甲醇電催化的機理,在第四章中引入CeO2納米