醇類電氧化低貴金屬催化劑的制備與性能研究.pdf

1、直接醇類燃料電池（DAFC）是以小分子醇類為燃料、直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。它具有能量轉(zhuǎn)化效率高、燃料來源豐富、儲運(yùn)方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是理想的便攜式電源。為提高堿性介質(zhì)中多壁碳納米管（MWCNT）負(fù)載Pd基催化劑對醇類電氧化反應(yīng)的催化活性及抗中毒能力，本文采用乙二醇還原法制備了Pd/MWCNT催化劑，并引入過渡金屬進(jìn)行改性，制備了PdM/MWCNT（M=Ni、Mo、Ce）二元催化劑。采用透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線光電子能

2、譜（XPS）及差熱分析（DTA）等手段對催化劑的形貌、組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。以循環(huán)伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）、電化學(xué)阻抗譜（EIS）及計(jì)時(shí)電流法（CA）等電化學(xué)方法考察了催化劑在醇類電氧化反應(yīng)中的催化活性及抗中毒能力。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）采用乙二醇還原法制備了Pd/MWCNT催化劑與PdNi/MWCNT催化劑，結(jié)果表明添加 Ni后的催化劑在載體表面分散更均勻，平均粒徑為2.34nm。PdNi/MWCNT催化劑

3、中Ni主要以Ni(OH)2和NiOOH形式存在，在堿性溶液中對甲醇的電催化氧化表現(xiàn)出較高的活性。
　　（2）通過PdM/MWCNT（M=Mo、Ce）催化劑的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Mo、Ce納米粒子的添加有助于提高催化劑的催化能力，且當(dāng)Pd:Mo=1:0.2、Pd:Ce=1:0.1時(shí)，350℃焙燒制得的PdMo/MWCNT、PdCe/MWCNT催化劑分別對甲醇、乙醇的電催化氧化活性較為突出，抗CO中毒能力較強(qiáng)。
　?。?）通過對助催化

4、劑鉬、鈰化合物的焙燒，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，金屬氧化物的生成量增多，能為催化劑提供較豐富的含氧物種，促進(jìn)中間產(chǎn)物的繼續(xù)氧化，從而提高催化劑的抗中毒能力；但焙燒溫度過高，會引起催化劑的導(dǎo)電能力下降，甚至破壞碳納米管載體的結(jié)構(gòu)，使催化劑失效。
　　（4）通過比較優(yōu)化后的PdMo/MWCNT與 PdCe/MWCNT催化劑，發(fā)現(xiàn)PdMo/MWCNT催化劑的粒徑較小，在載體表面上具有較好的分散性。電化學(xué)測試表明，在堿性溶液中，PdMo/MWC