碳金屬-金屬氧化物復(fù)合納米材料的制備與性能.pdf

1、碳材料具有密度低，抗化學(xué)腐蝕性能好，熱膨脹系數(shù)小，彈性模量不高，被廣泛用于電化學(xué)領(lǐng)域作電極材料。特別是多孔碳材料具有極大的比表面積和獨(dú)特的表面物理化學(xué)性能，是用來(lái)制造電極的理想材料之一，且具有其他材料無(wú)法比擬的穩(wěn)定性和價(jià)格低廉等特性。但隨著對(duì)電極材料性能要求的不斷提高，碳材料也顯示出其作為活性材料時(shí)容量較低的缺陷。而金屬電極(特別是一些貴金屬)通過(guò)在表面發(fā)生的可逆氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存，其比電容量遠(yuǎn)大于碳電極的比電容量，但貴金屬的昂

2、貴價(jià)格限制了其應(yīng)用前景。因此，結(jié)合碳材料的穩(wěn)定性和金屬(金屬氧化物)的高容量性以及納米材料的特殊性能，制備碳/金屬(金屬氧化物)復(fù)合納米材料作為電極材料，是當(dāng)今該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　 Pt/C催化劑是直接甲醇燃料電池(DMFC)中廣為使用的催化劑。由于Pt的價(jià)格昂貴，資源稀少，因此目前的研究主要集中在如何提高催化劑的活性，降低催化劑的載量。將Pt載附在C載體上不僅增加了Pt的分散度，使制備粒徑為納米級(jí)的Pt晶粒成為可能，而且可

3、顯著降低Pt的載量，同時(shí)鉑與碳的相互作用又降低了鉑的聚結(jié)速度。一些研究表明納米尺度的鉑對(duì)某些反應(yīng)的催化性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的催化劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文就是在納米復(fù)合材料、電極材料等基礎(chǔ)理論指導(dǎo)下，提供了一種制備納米級(jí)的碳/金屬(金屬氧化物)復(fù)合材料的新方法，解決了現(xiàn)有制備碳/金屬(金屬氧化物)復(fù)合材料時(shí)復(fù)合不均勻，復(fù)合不穩(wěn)定，金屬(金屬氧化物)易脫落的問(wèn)題。這種方法特別是對(duì)一些貴金屬(如本實(shí)驗(yàn)中的鉑)大大降低了貴金屬