直接甲醇燃料電池催化劑Pt-MO-,x-(M=Sn，Co，Ni)的制備及其性能研究.pdf

1、燃料電池具有操作溫度低、能量效率高、無電解質(zhì)腐蝕等特點，是電化學和能源科學領域的一個研究熱點。催化劑的研制是質(zhì)子交換膜燃料電池研究中最具有挑戰(zhàn)性的任務之一。大量研究證明，Pt基催化劑作為燃料電池的陰、陽極催化劑表現(xiàn)出了良好的電催化性能。然而，金屬鉑的價格及來源的短缺限制了Pt基催化劑的應用。近年來，使用金屬氧化物增強的Pt基金屬氧化物復合催化劑成為研究熱點。前期此類研究的大量工作多關注PtMOx/C（MOx=CeO2，SnO2，Co3O

2、4，NiO等），本文考慮到催化劑的催化活性、穩(wěn)定性、抗中毒性能以及使用壽命等因素，創(chuàng)新的使用碳納米管做載體制備PtMOx/CNTs（MOx=SnO2，Co3O4，NiO）復合催化劑，系統(tǒng)的研究了其性能并將其與活性炭為載體的催化劑進行了性能的對比。 本文為了制得目標PtMOx/CNTs，首先制備MOx/CNTs材料作為催化劑載體，進而制備目標復合催化劑PtMOx/CNTs。根據(jù)實驗室條件及考慮到制備路線對催化劑的影響情況，載體MO

3、x/CNTs的制備采用了沉淀熱分解法，PtMOx/CNTs的制備則使用的是間歇微波加熱法。 用循環(huán)伏安、XRD和TEM等方法研究了催化劑的組成、結構及其催化性質(zhì)，得到如下結果： 1．經(jīng)XRD對催化劑進行了測試，結果顯示，不同氧化物碳納米管做載體均制得了目標催化劑。利用TEM對催化劑的形貌及粒徑進行了表征，催化劑均具有較高的分散度，平均粒徑介于5～8nm。 2．對制得的三種復合催化劑采用循環(huán)伏安法檢測其電化學性能，

4、通過以0．5mol/LCH3OH+0．5mol/LH2SO4為溶液時測試的循環(huán)伏安曲線，對比可知不同氧化物對催化劑的催化活性、穩(wěn)定性和抗毒性的改變有所不同，綜合考察可以得出PtCo3O4/CNTs表現(xiàn)出了最佳的對甲醇的電催化氧化性能。 3．通過電化學性能的對比測試實驗，我們得知以碳納米管為載體制得的催化劑比以活性炭為載體制得的催化劑明顯具有更高的催化活性和更高的穩(wěn)定性，但抗毒性有所下降。 4．通過甲醛實驗，從中可以看出以