CNx-(Si、Sn)氧化物納米復(fù)合載體在電催化氧還原反應(yīng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、燃料電池是一種清潔有效的電化學(xué)能源裝置，具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。燃料電池商業(yè)化仍需要克服很多的困難，如高的催化劑成本、較低的催化活性和穩(wěn)定性等，因此很多研究者的目光聚集到了新型燃料電池催化劑的制備。目前，最有效的燃料電池氧還原催化劑依然是碳載鉑催化劑。然而，這些催化劑的活性和穩(wěn)定性仍有很大的提高空間。一些研究者通過(guò)改良催化劑的載體，如利用碳納米管，石墨納米纖維管，碳微球等取代傳統(tǒng)的碳載體，使催化劑的活性得到了明顯的改善，但是它們的活性，

2、成本和穩(wěn)定性等還不能令人滿意。在氮摻雜碳材料(CNx)中氮原子同碳原子之間具有強(qiáng)烈的價(jià)鍵作用，能夠明顯改善催化劑的活性和穩(wěn)定性。氮元素的引入，不僅可以促進(jìn)電化學(xué)活性點(diǎn)的形成，還可以起到固定金屬原子的作用。
　　本論文主要圍繞CNx包覆氧化物做載體，合成新型催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示CNx包覆氧化物做載體的催化劑具有良好的催化活性和穩(wěn)定性。用紅外光譜儀(FT-IR)，X-射線粉末衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)等手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。采

3、用循環(huán)伏安法(CV)和線性掃描法(LSV)等電化學(xué)方法研究了催化劑在酸性溶液中的氧還原反應(yīng)。具體如下：
　　第一部分，CNx-SiO2負(fù)載Pt催化劑在氧還原中的應(yīng)用
　　聚吡咯(PPy)包覆二氧化硅，高溫下進(jìn)行碳化處理，形成氮摻雜碳與氧化物的復(fù)合載體(CNx-SiO2)。負(fù)載金屬Pt，制備成催化劑Pt/CNx-SiO2，首次用于氧還原當(dāng)中。利用FT-IR，XRD和TEM對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并用CV，LSV等電化學(xué)方法對(duì)其性能

4、進(jìn)行了測(cè)試。擔(dān)載20％Pt的樣品與商業(yè)催化劑相比，顯示出更佳的電化學(xué)活性。
　　第二部分，CNx-SnO2負(fù)載Pt催化劑在氧還原中的應(yīng)用
　　聚吡咯(PPy)包覆二氧化錫，高溫下進(jìn)行碳化處理，形成氮摻雜的碳與氧化物的復(fù)合載體(CNx-SnO2)。負(fù)載金屬Pt，制備成催化劑Pt/CNx-SnO2，首次用于氧還原當(dāng)中。利用FT-IR，XRD和TEM對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并用CV，LSV等電化學(xué)方法對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試。擔(dān)載20%Pt