直接甲醇燃料電池陽(yáng)極催化劑的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、目前，貴金屬鉑(Pt)是常用的直接甲醇燃料電池(DMFC)的陽(yáng)極催化劑，但其價(jià)格昂貴、資源少及易被毒化等缺點(diǎn)，限制了DMFC的商業(yè)化。PtAu核殼結(jié)構(gòu)的中空微球(H-PtAu)代替純鉑作為陽(yáng)極催化劑，一方面可以降低成本，另一方面可以提高催化活性，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。本文首先采用不同的方法制備了不同粒徑的金納米粒子，確定了制備不同粒徑的金納米粒子的最佳工藝參數(shù)。然后利用二氧化鈦(TiO2)為催化劑載體或模板，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值制備了

2、TiO2載PtAu微球（PtAu/TiO2）和H-PtAu，并對(duì)其物化性質(zhì)進(jìn)行了一系列表征，同時(shí)采用循環(huán)伏安法對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。主要結(jié)論如下:
　　(1)檸檬酸鈉作為還原劑時(shí)可以制備粒徑在15～20 nm之間的金納米粒子。最佳制備工藝條件為:檸檬酸鈉與氯金酸的摩爾比為3.5，此時(shí)金納米粒子的平均粒徑最小、粒徑分布窄、形狀規(guī)則且分散性好。硼氫化鈉作為還原劑時(shí)，制得的金納米粒子粒徑分布較大，粒徑分布在2-6 nm間，且以PVP

3、為保護(hù)劑時(shí)分散性較好。
　　(2) H-PtAu和PtAu/TiO2的形成與溶液pH值和檸檬酸鹽的量有關(guān)，其中檸檬酸鹽充當(dāng)保護(hù)劑和pH調(diào)節(jié)劑。溶液pH值小于3時(shí)得到H-PtAu微球，溶液pH值在5～7之間時(shí)得到PtAu/TiO2微球。H-PtAu微球的殼層厚度可以通過(guò)簡(jiǎn)單的改變H2PtCl6量來(lái)調(diào)節(jié)。
　　(3)H-PtAu催化劑的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明:當(dāng)Pt/Au原子比為1∶1時(shí)，H-PtAu催化劑的活性最高。在這一最優(yōu)條件