微波-微乳法制備燃料電池催化劑的研究.pdf

1、現(xiàn)在新型制備方法的研究對于燃料電池催化劑的性能的提升變得十分重要。本文利用微波多元醇的方法合成了高分散的Pt/C 催化劑并研究了不同制備條件對催化劑性能的影響。接著以碳納米管作為催化劑載體，用微波加熱法合成了Pt和Pt-Ru 二元金屬催化劑。初步探討了將微波和微乳相結(jié)合的方法用于制備Pt-Ru 二元合金催化劑。得到了如下結(jié)論：
　　 1．本論文通過加入醋酸鈉，調(diào)節(jié)溶液pH 值，改變催化劑的鉑碳質(zhì)量比，對碳載體進(jìn)行預(yù)處理制備了Pt

2、/C 催化劑。利用XRD，TEM,SEM-EDS，CV 等手段對制備的納米粒子的粒徑，表面形貌，元素比例以及電催化性能進(jìn)行了分析表征。實驗結(jié)果證明添加0.6ml醋酸鈉，調(diào)節(jié)pH 值至10, 硝酸處理碳載體，鉑質(zhì)量含量為40%的條件下所制備的催化劑具有最均勻的Pt 納米粒子粒徑分布和最佳催化性能。
　　 2．本論文以改性后的碳納米管（CNTs）作為載體制備了催化劑。通過XRD，F(xiàn)TIR以及CV 等手段進(jìn)行了表征。結(jié)果證明，以碳納米

3、管作為載體要優(yōu)于碳粉。碳納米管經(jīng)過酸處理改性后，紅外測試證明其表面接枝了許多羥基和羧基官能團(tuán)。酰胺化處理使其表面接枝上了酰胺基團(tuán)。負(fù)載Pt 催化劑后其甲醇峰電流密度分別達(dá)到580A g-1Pt和600A g-1Pt。
　　 XRD 測試證明Pt-Ru 合金納米粒子的平均粒徑為5.2nm。SEM-EDS 測試表明Pt與Ru的元素物質(zhì)的量之比與理論值相符合。催化劑的甲醇氧化電流峰值達(dá)到6.15mA，其氧化峰的起始電位比一元Pt 催化

4、劑的更低。
　　 3．將微波法和微乳法相結(jié)合制備Pt-Ru 二元催化劑。催化劑經(jīng)170℃,250℃,600℃處理后粒徑在5.2nm,5.5nm和7.1nm 左右。TEM 測試表明，制備的催化劑納米粒子具有良好的分散性。經(jīng)250℃熱處理后，納米粒子的粒徑大概在5nm 左右。通過SEM-EDS 測試了Pt:Ru的物質(zhì)的量之比，結(jié)果與理論值相符。通過控制加料順序使納米粒子中的成分得到很好的控制。循環(huán)伏安測試表明，不同的溫度下，250℃