石墨烯負(fù)載鉑及非鉑合金催化劑研究.pdf

1、目前，質(zhì)子交換膜燃料電池所用的催化劑為Pt/C催化劑。在燃料電池的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，催化劑的催化活性會(huì)因碳載體的腐蝕，Pt溶解、Pt遷移團(tuán)聚及Pt中毒等而逐漸退化，這是導(dǎo)致PEMFC目前尚不能商業(yè)化應(yīng)用的重要原因之一。因此，選用更穩(wěn)定載體制備PEMFC催化劑和尋求非Pt催化劑成為這一領(lǐng)域的熱點(diǎn)和具有挑戰(zhàn)性的課題。
　　首先，本文通過(guò)采用直接化學(xué)還原法，以金屬鈉為還原劑，四氯乙烯為碳源，在石蠟油中不經(jīng)氧化石墨(GO)和氧化石墨烯(G

2、rO)而直接制備石墨烯(Gr)，然后擔(dān)載Pt納米粒子于Gr基體上，得到Pt/Gr催化劑，并對(duì)其催化氧還原(OR)性能進(jìn)行了研究。通過(guò)X射線(xiàn)衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)和電化學(xué)測(cè)試對(duì)合成催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：所制備的Pt/Gr催化劑具有較好的分散性，平均粒徑為3.1nm；氧還原起始電位比商業(yè)JM-Pt/C催化電極正移了30mV；交換電流密度達(dá)到1×10-3mA·cm-2，是商業(yè)JM-Pt/C催化電極

3、的2.5倍。
　　此外，本文通過(guò)改進(jìn)液相還原法制備了合金化的Pd-Au/MCNTs催化劑，即以四氫呋喃為絡(luò)合劑，NaBH4還原劑，制得相對(duì)結(jié)晶度和平均粒徑較小、對(duì)甲酸氧化的電催化性能好的納米催化劑，經(jīng)軟件MDIJade5.0分析得合金催化劑粒徑大小約為4.9nm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Au能提高Pd催化劑對(duì)甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性，在0.5mol/LH2SO4+0.5mol/LHCOOH溶液中，相比于非合金化催化劑，合金化催化劑的甲酸