直接甲醇燃料電池鉑基復(fù)合催化劑的制備與研究.pdf

1、近年來燃料電池得到廣泛研究。但是由于燃料電池催化劑的材料價格昂貴，催化過程中易被氧化所得中間產(chǎn)物毒化，而且隨使用時間的不斷延長，催化劑會出現(xiàn)坍塌和團聚現(xiàn)象，影響催化劑的活性和使用壽命。為了提高催化劑的催化活性與長期穩(wěn)定性，本文通過微波輔助乙二醇還原法，以XC-72為載體，共沉積制備三元催化劑PtNiW/C以及復(fù)合催化劑Pt/Ni-WC/nD。通過XRD和TEM方法來研究復(fù)合催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌，并且研究了催化劑對甲醇氧化和氧還原的催化活性

2、以及穩(wěn)定性。結(jié)果表明，PtNiW/C催化劑較PtNi/C和Pt/C具有更高的催化甲醇氧化與氧還原活性，并且表現(xiàn)出較好的抗中毒能力。ADT前后PtNiW/C比PtNi/C和Pt/C具有較多的ECSA剩余量，而且半波電位減小的也最少。說明PtNiW/C催化劑具有更好的長期穩(wěn)定性。
　　通過微波法將Ni、W負載到XC-72上，在飽和氮氣中1300℃熱處理，W與載體反應(yīng)碳化為WC，并且無定型的碳轉(zhuǎn)化為新金剛石結(jié)構(gòu)，再以Ni-WC/nD為載

3、體，借助微波法負載Pt納米顆粒，制得Pt/Ni-WC/nD催化劑。通過XRD、TEM和XPS來研究復(fù)合催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌。結(jié)果表明，Pt/Ni-WC/nD催化劑中Pt納米顆粒均勻分散在載體材料上，并且在Pt納米顆粒載到載體上后，WC的結(jié)構(gòu)變?yōu)榭諝そY(jié)構(gòu)，這有利于提高催化劑的導(dǎo)電性以及Ni-WC/nD載體與Pt顆粒之間的親和力。
　　通過循環(huán)伏安、計時電流和線性伏安掃描法研究了催化劑對甲醇氧化和氧還原的催化活性以及穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，P

4、t/Ni-WC/nD催化劑較Pt/C有較高的電化學(xué)活性比表面積，對催化甲醇氧化具有比較高的活性與穩(wěn)定性。氧還原催化反應(yīng)均為四電子過程，Pt/Ni-WC/nD催化劑較Pt/C對催化氧還原具有較大的起始和半波電位。ADT前后Pt/Ni-WC/nD比Pt/C ECSA剩余量多并且半波電位減小的少， ADT后Pt/Ni-WC/nD催化劑中的Pt納米顆粒幾乎沒有發(fā)生大量的遷移和團聚現(xiàn)象。說明Pt/Ni-WC/nD催化劑具有更好的氧還原催化活性和長