Pt基催化劑的制備及其對甲醇電催化性能的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFCs)因其易于處理,能量密度高,較低的工作溫度和環(huán)境友好等特點被認為是最有前景的能源并廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域?，F(xiàn)如今對直接甲醇燃料電池研究中最重要的一點就是需要研制出高活性的電化學(xué)氧化催化劑。盡管 Pt元素被認為是甲醇氧化最為傳統(tǒng)最理想的催化劑,但是對于研究高活性、高利用率的Pt基催化劑還亟待提高。眾所周知,催化劑的物理與化學(xué)性質(zhì)主要是受催化劑的尺寸、形貌和粒子維度所決定的,因而,近年來的研究主要集中在以 Pt為主催

2、化劑的基礎(chǔ)上添加第二元素、進行適當(dāng)?shù)男蚊部刂坪吞剿鞲鼮楹线m的催化劑載體上。
　　本文我們所研究的主要是針對提高 Pt基催化劑的利用率和提升甲醇電化學(xué)氧化催化活性。我們所合成的催化劑材料在甲醇的電化學(xué)氧化方面展示出了較好的催化性能。主要論文內(nèi)容如下:
　　1、在室溫條件下,用簡單的溶劑還原法成功的合成了Au-Pt核棒納米結(jié)構(gòu)的催化劑,這種催化劑是由 Au顆粒作為核,Pt納米棒作為殼組成的。為了測試這種 Au-Pt核棒結(jié)構(gòu)催化劑

3、的性能,我們進行了酸性條件下對甲醇氧化性能的相關(guān)測試,從測試結(jié)果中看出,我們所合成的這種 Au-Pt核棒催化劑比普通的Au-Pt核殼催化劑性能更為優(yōu)越,在電化學(xué)活性面性能上,Au-Pt核棒催化劑的活性面是普通Au-Pt核殼的1.8倍,質(zhì)量活性和特殊活性分別是普通核殼結(jié)構(gòu)的3.5和2倍。這充分說明,我們所合成的這種催化劑由 Pt棒聚集而組成的殼結(jié)構(gòu)能更好的提高 Pt的利用率,從而擁有更好的催化性能。
　　2、在溫和的反應(yīng)條件下,通過

4、 Ag納米線與不同金屬離子的置換反應(yīng)合成出 Au作為內(nèi)管和 Pt作為外管的雙壁結(jié)構(gòu)的Au-Pt納米管(Au-Pt DWNTs)。與商業(yè) Pt/C相比,這種 Au-Pt雙壁納米管不僅展現(xiàn)出很好的甲醇氧化催化性能而且具有較高的穩(wěn)定性,在經(jīng)歷1個小時的電化學(xué)測試后,Au-Pt雙壁納米管的氧化峰電流密度是商業(yè) Pt/C的8倍。這種雙壁結(jié)構(gòu)所展現(xiàn)出的高性能使其成為一種很有前景的高性能催化劑。
　　3、我們用多壁碳納米管(MWNTs)作為載體