不同載體對鈀納米晶的形成及電催化性能的研究.pdf

1、直接甲酸燃料電池(簡稱DFAFC)是通過電化學(xué)反應(yīng)直接把甲酸和氧氣中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的新興能量轉(zhuǎn)換裝置,在能源領(lǐng)域中有很高的潛在的應(yīng)用前景。由于DFAFC具有低溫工作性能好,能量密度大,環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),正在受到廣泛的關(guān)注。
　　 催化劑是直接甲酸燃料電池的關(guān)鍵組成部分,是由金屬和載體構(gòu)成的。雖然鉑具有較高的電催化活性,但是由于Pt價格昂貴,限制著其商業(yè)化的進(jìn)程。Pd在地球上的儲量是Pt的五十倍,資源相對豐富,是鉑的很好的替代選

2、擇。催化劑的載體通常采用商業(yè)VulcanXC-72和碳納米管,但是它們的合成需要高溫高壓苛刻的條件。因此,研究新型的載體具有重要意義。本論文開展了采用不同的載體制備Pd基催化劑,以及甲酸氧化的電化學(xué)活性研究。通過傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、循環(huán)伏安法(CV)、計時電流法等分析測試技術(shù),對催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行了詳細(xì)研究,其主要內(nèi)容如下。
　　

3、 (1)概述了直接甲酸燃料電池的概況,介紹了常用的催化劑制備方法,和載體的研究進(jìn)展。
　　 (2)采用簡單的水熱方法以葡萄糖為原料合成炭微球(Carbon Microspheres,CMS),用它作為載體,負(fù)載Pd催化劑。作為對比研究,我們考察了酸性條件下,Pd/CNTs催化劑和Pd/XC-72催化劑對甲酸氧化的反應(yīng),結(jié)果表明三種催化劑中以炭微球?yàn)檩d體制備的催化甲酸氧化的活性最高。
　　 (3)采用乳液方法合成了聚苯乙烯

4、微球,接著以該微球?yàn)槟０?制備出聚苯乙烯/聚吡咯復(fù)合微球,負(fù)載Pd制備出Pd/PS@PPY-XC-72催化劑,相比Pd/PS@PPY催化劑和Pd/XC-72催化劑,對甲酸氧化的電催化性能有所提高。
　　 (4)探索了在不同溫度下用吡咯進(jìn)行修飾活性炭(Actirated Carbon,AC),然后在上面負(fù)載Pd制備出不同的催化劑,并將它們對甲酸氧化的性能和穩(wěn)定性進(jìn)行了對比。結(jié)果表明碳化溫度越高的活性炭作為載體時催化劑的活性越高。<