冷凍干燥法制備燃料電池Pt-C催化劑的研究.pdf

1、本文綜述了質(zhì)子交換膜燃料電池Pt/C催化劑的制備方法及研究進(jìn)展。主要對(duì)冷凍干燥法制備Pt/C催化劑展開(kāi)研究，對(duì)冷凍干燥法制備Pt/C催化劑的工藝進(jìn)行了初步探索，并且與加熱干燥法制備的Pt/C催化劑進(jìn)行了比較。重點(diǎn)分析了碳載體的氧化預(yù)處理、分散劑、前軀體對(duì)冷凍干燥法制備Pt/C催化劑的影響。在H2SO4溶液中采用循環(huán)伏安對(duì)催化劑的電化學(xué)行為進(jìn)行了評(píng)價(jià)；在飽和二甲醚溶液中采用循環(huán)伏安研究了Pt/C催化劑對(duì)二甲醚氧化性能；通過(guò)透射電子顯微鏡（

2、TEM）和X射線衍射儀（XRD）分析了催化劑的表面物理特征；通過(guò)Arbin燃料電池系統(tǒng)對(duì)催化劑制備二甲醚燃料電池進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　對(duì)催化劑冷凍干燥法制備Pt/C的工藝初步探索中，主要從預(yù)凍液中的醇水比例和預(yù)凍溫度兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。采用300mL純水對(duì)20mL異丙醇中的40mg碳載體進(jìn)行洗滌抽濾，來(lái)改變預(yù)凍液中的醇水比例，通過(guò)冷凍干燥制備Pt/C的性能較好；采用液氮對(duì)預(yù)凍液進(jìn)行冷凍（預(yù)凍溫度為-196℃）制備的Pt/C催化劑性能較好

3、；冷凍干燥法可以有效地避免加熱干燥過(guò)程中前軀體離子在碳載體表面的脫附和團(tuán)聚，進(jìn)而制備載量大、分散性好、粒徑較小的Pt/C催化劑。
　　研究碳載體的氧化預(yù)處理、分散劑、前軀體這三個(gè)因素對(duì)冷凍干燥法制備Pt/C催化劑的影響。采用高錳酸鉀氧化預(yù)處理的碳載體比表面積較大，表面含氧官能團(tuán)數(shù)量較多，親水性較好，有利于前軀體在碳載體表面的吸附；選取異丙醇作為預(yù)凍液中的分散劑，有利于碳載體在前軀體溶液中的分散，容易實(shí)現(xiàn)前軀體離子在碳載體表面的穩(wěn)定