垂直取向石墨烯負載鉑-釕納米催化劑催化甲醇氧化基礎研究.pdf

1、由于直接甲醇燃料電池（DMFC）無需外部重整制氫，從而在攜帶、運輸和儲存方面都極具優(yōu)勢，具有良好的商業(yè)發(fā)展前景?？紤]到甲醇氧化反應（MOR）在常溫下反應速率較低的問題，開發(fā)高效的陽極反應催化劑一直以來都是問題的關鍵。Pt-Ru雙金屬催化劑因其突出的催化性能和良好的抗中毒能力在DMFC的陽極催化劑研究中脫穎而出，Pt-Ru催化劑顆粒的粒徑和分布對其催化性能影響巨大。因此，高比表面積的載體材料對于促進催化劑顆粒的分散和提高金屬催化劑的利用率

2、至關重要。
　　本論文提出了以垂直取向石墨烯（VG）為基底負載Pt-Ru雙金屬納米顆粒構(gòu)成甲醇氧化的陽極催化劑。通過微波等離子體增強化學氣相沉積（MW-PECVD）的方法直接在碳紙（CP）上合成了密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)垂直取向石墨烯。在標準三電極電化學體系中采用重復雙電壓脈沖電沉積的方法完成了Pt-Ru納米金屬顆粒的負載。通過改變沉積液中的前體鹽濃度，實現(xiàn)了Pt/Ru摩爾比在一定范圍內(nèi)的有效控制。
　　電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-

3、MS）的結(jié)果表明，同工況下，相較于在 CP上直接沉積，Pt-Ru納米顆粒在VG上的沉積量可增加到3.5倍。掃描電子顯微鏡（SEM）結(jié)果顯示，VG上的Pt-Ru納米顆粒（平均粒徑在VG上的約50 nm、在CP上約100 nm）的粒徑減小了約一半，分散性也更好。
　　電化學性能研究發(fā)現(xiàn)，電解液的摩爾比[H2PtCl6]:[RuCl3]=1:1時，沉積物中Pt的摩爾比例為83.4％，催化性能最佳，包括甲醇氧化催化活性、抗中毒能力和穩(wěn)定性