介孔碳的石墨化改性及載Pt后的電催化性能.pdf

1、介孔材料以其較高的比表面積、較大的孔容和均一的孔道結(jié)構(gòu)，在催化、吸附分離和電極材料等許多領(lǐng)域得到廣泛的研究。本文從改性介孔載體的理化特征著手，重點(diǎn)研究了石墨化改性介孔載體作為燃料電池催化劑載體的性能。
　　以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）作為介孔氧化硅的模板劑和碳納米管的分散劑，制備了碳納米管/介孔氧化硅復(fù)合材料，N2氣氛下熱處理后獲得了導(dǎo)電性較好的的碳納米管/介孔氧化硅復(fù)合材料；以其為載體微波負(fù)載Pt，顯示了良好的電催化活性和

2、循環(huán)穩(wěn)定性。其中，摻雜40mg碳納米管的Pt-C/Si-6.4催化劑電化學(xué)活性面積高達(dá)120.9m2·g-1。
　　以碳納米管/介孔氧化硅復(fù)合材料為模板，蔗糖為碳源，制備了碳納米管/介孔碳復(fù)合材料，XRD和TEM顯示介孔無(wú)序。復(fù)合材料電導(dǎo)率隨著碳納米管摻雜含量的增加而提高，有利于催化反應(yīng)過(guò)程中電子的轉(zhuǎn)移，以其為載體微波擔(dān)載Pt催化劑后的電化學(xué)性能表明：Pt-MC/CNT-3.2催化劑對(duì)甲醇的正掃峰電流達(dá)到179.62mA·cm-2

3、,電化學(xué)活性面積達(dá)到110.9m2·g-1,是Pt-MC催化劑的2.02倍。
　　為了制備有序介孔碳包覆碳納米管復(fù)合材料，以三嵌段聚醚P123作為硅源模板劑，制備了介孔氧化硅包覆碳納米管的復(fù)合材料。進(jìn)一步以該復(fù)合材料為模板，制備了碳納米管/有序介孔碳復(fù)合材料。結(jié)果顯示：適宜含量的碳納米管摻雜不會(huì)破會(huì)介孔材料的介孔有序度，還可以提高介孔碳的石墨化程度，而且由于碳納米管經(jīng)過(guò)活化修飾，表面活性較強(qiáng)，從而改善了介孔碳的負(fù)載性能，載Pt后催

4、化劑具有良好的催化活性，其中Pt-CNT/OMC-3催化劑電化學(xué)活性面積達(dá)到114.8m2·g-1,是Pt-OMC催化劑的2倍。
　　進(jìn)一步，以摻雜氧化石墨的介孔氧化硅為模板，制備了氧化石墨烯/有序介孔碳復(fù)合材料，氧化石墨由于表面富含活性官能團(tuán)，可以提供很多活性點(diǎn)有利于后續(xù)負(fù)載Pt。經(jīng)過(guò)微波負(fù)載時(shí)，乙二醇同時(shí)將H2PtCl6和氧化石墨還原為Pt單質(zhì)和氧化石墨烯，進(jìn)而提高介孔碳的導(dǎo)電性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示：Pt可以均勻分散于氧化石墨烯