多壁碳納米管負(fù)載鉑基電催化劑的研制.pdf

1、由于直接甲醇燃料電池（DMFC）具有燃料運(yùn)輸安全、來源豐富、價格低廉、能效高等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注，有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，DMFC的商業(yè)化必須要解決這樣幾個關(guān)鍵問題：提高電池的性能穩(wěn)定性、耐久性；提高甲醇的電氧化活性。而DMFC的性能與電催化劑的種類、分散性以及顆粒的大小相關(guān)，與催化劑載體的選擇也不無關(guān)系。碳納米管有著優(yōu)異的電性能、高比表面積等特點(diǎn)，作為催化劑載體的應(yīng)用已日漸受到重視。 本文在比較鉑基電催化劑多種制備方法的

2、基礎(chǔ)上，采用超聲純化處理后的多壁碳納米管（MWCNTs）作為載體，用多元醇還原法研究了直接甲醇燃料電池（DMFC）的高分散碳載鉑基電催化劑的制備技術(shù)和相關(guān)的基礎(chǔ)問題，主要工作有：MWCNTs的不同處理方法；不同二元醇作溶劑（或還原劑和保護(hù)劑）制備Pt/MWCNTs及PtRu/MWCNTs；添加不同穩(wěn)定劑制備Pt/MWCNTs及PtRu/MWCNTs；探究了一種新的方法和合適的Pt-Ru原子配比制備鉑基電催化劑。DMFC單池測試顯示該P(yáng)t

3、Ru/MWCNTs合金催化劑的電催化活性高于Pt/MWCNTs，這與其較大的電化學(xué)比表面積和高合金化程度有關(guān)。此外，還考察了各種不同制備參數(shù)對催化劑金屬粒子分散度及形貌的影響。應(yīng)用了X-射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡鏡（SEM）等表征手段來檢測催化劑的結(jié)構(gòu)形貌和物相組成等；應(yīng)用電化學(xué)循環(huán)伏安法（CV），在環(huán)境溫度和除去溶解氧的條件下，在0.5mol/LH2SO4+1mol/LCH3OH的溶液中測試Pt/MWCNTs和PtRu/MWC

4、NTs電催化劑對甲醇的電催化氧化活性。實(shí)驗結(jié)果表明：負(fù)載在催化劑載體（MWCNTs）表面的PtRu粒子高度分散，平均粒徑約為3～4nm。DMFC單池測試顯示所制得的電催化劑有著較高的催化性能。 初步探索了制備SiO2包裹的PtRu/MWCNTs（SiO2/PtRu/MWCNTS），并在400℃和600℃對其進(jìn)行熱處理。在用氫氟酸溶解表層包裹的SiO2后，用于DMFC陽極催化劑進(jìn)行電催化氧化性能測試，發(fā)現(xiàn)400℃熱處理后的SiO2