直接甲酸燃料電池陽極Pt基催化劑的性能研究.pdf

1、近年來，由于甲酸具有無毒、不易燃、氧化性能好以及對Nafion膜的滲透率低等優(yōu)點而備受關注。對直接甲酸燃料電池(DFAFCs)陽極鈀催化劑的研究主要集中在制備方法和改變催化劑載體上。但是經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，用Pd基復合陽極催化劑的DFAFCs存在一些問題:其一，Pd催化劑的電催化穩(wěn)定性差。其二，Pd易溶于酸。因此，改進陽極Pd催化劑的甲酸電催化氧化性能對DFAFCs的發(fā)展具有重要的理論和實際意義。本文創(chuàng)新性地采用以下三種方法來提高鈀催化劑

2、對直接甲酸燃料電池的電催化性能:
　　1.三維網(wǎng)狀Pd-Sn金屬間化合物對甲酸氧化的電催化性能
　　在堿性條件下，利用多元醇簡單合成了三維納米網(wǎng)狀Pd-Sn金屬間化合物（Pd-Sn-INNs），通過TEM、EDX、XRD和XPS等一系列手段對其形貌、結構、粒徑以及組分進行了詳細表征。電化學測試結果表明，與商業(yè)化的Pd催化劑相比較，Pd-Sn-INNs具有較高的電催化活性，這主要歸功于Pd-Sn-INNs金屬間化合物具有獨特的

3、電子效應和其納米鏈狀結構中較多的電催化活性位點。
　　2.表面功能化的Pd-Co納米粒子對甲酸氧化的電催化性能
　　利用直接熱分解法制得了油胺功能化的Pd-Co納米粒子(Pd-Co-OAm)和油酸功能化的Pd-Co納米粒子(Pd-Co-OA)。所得Pd-Co-OAm在酸性介質中表現(xiàn)出優(yōu)良的甲酸氧化電催化活性和抗毒化能力，這可能是由于Pd-Co-OAm與O2分子之間的靜電吸引作用和油胺吸附層的空間位阻效應。而帶負電荷的Pd-C

4、o-OA催化劑與O2分子之間存在靜電排斥作用，使其產生了抑制氧還原性能的現(xiàn)象。實驗結果顯示，Pd-Co納米粒子的表面修飾可以提高對甲酸的電催化性能。
　　3.多孔Pd納米棒對甲酸氧化的電催化性能
　　利用甲酸溶液做還原劑，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下，合成了一種多孔Pd納米棒(PNs)。所得Pd-PNs的形貌、結構、粒徑以及組成通過HRTEM、XRD和EDS等手段進行了表征。電化學測試表明Pd-PNs對甲酸氧化的電催化活