石墨烯負載鉑及非鉑合金催化劑研究.pdf

1、目前，質(zhì)子交換膜燃料電池所用的催化劑為Pt/C催化劑。在燃料電池的長時間運行過程中，催化劑的催化活性會因碳載體的腐蝕，Pt溶解、Pt遷移團聚及Pt中毒等而逐漸退化，這是導致PEMFC目前尚不能商業(yè)化應用的重要原因之一。因此，選用更穩(wěn)定載體制備PEMFC催化劑和尋求非Pt催化劑成為這一領域的熱點和具有挑戰(zhàn)性的課題。
　　首先，本文通過采用直接化學還原法，以金屬鈉為還原劑，四氯乙烯為碳源，在石蠟油中不經(jīng)氧化石墨(GO)和氧化石墨烯(G

2、rO)而直接制備石墨烯(Gr)，然后擔載Pt納米粒子于Gr基體上，得到Pt/Gr催化劑，并對其催化氧還原(OR)性能進行了研究。通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)和電化學測試對合成催化劑的結構、形貌和電化學性質(zhì)進行了表征。實驗結果表明：所制備的Pt/Gr催化劑具有較好的分散性，平均粒徑為3.1nm；氧還原起始電位比商業(yè)JM-Pt/C催化電極正移了30mV；交換電流密度達到1×10-3mA·cm-2，是商業(yè)JM-Pt/C催化電極

3、的2.5倍。
　　此外，本文通過改進液相還原法制備了合金化的Pd-Au/MCNTs催化劑，即以四氫呋喃為絡合劑，NaBH4還原劑，制得相對結晶度和平均粒徑較小、對甲酸氧化的電催化性能好的納米催化劑，經(jīng)軟件MDIJade5.0分析得合金催化劑粒徑大小約為4.9nm。實驗結果表明：Au能提高Pd催化劑對甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性，在0.5mol/LH2SO4+0.5mol/LHCOOH溶液中，相比于非合金化催化劑，合金化催化劑的甲酸