直接氧化型燃料電池電催化劑的制備及催化性能研究.pdf

1、直接氧化型燃料電池(direct oxidated fuel cells，DOFC)，是以甲醇，乙醇，異丙醇，甲酸等有機小分子作為燃料的新型低溫燃料電池。其中陽極電催化劑中毒問題，影響了整個燃料電池的功率，電流密度，性能及使用壽命。為了解決這個問題，研究者都致力于在Pt上摻雜金屬或氧化物的研究。 本論文采用溶膠凝膠法及液相還原法制備氧化物調(diào)變Pt及PtRu催化劑，考察體系的pH、氧化物粉體煅燒溫度、熱處理及原子比等對催化劑制備的

2、影響。使用X射線衍射、能譜分析及場透射電子顯微的測試手段對所制備的復合催化劑的粒徑、分布及元素含量進行表征。催化劑的平均粒徑和各組分間的相互作用對其催化活性具有關(guān)鍵性的影響。這是由于加入金屬能夠發(fā)揮雙功能作用及協(xié)同作用，提高Pt表面吸附含氧物種的能力并通過改變Pt的d軌道電子排布，降低其氧化電位；摻雜氧化物，則能夠提供富氧基團，降低毒化，并釋放出Pt表面的活性位置，加快氧化反應(yīng)的發(fā)生。 甲醇電氧化反應(yīng)中，在Pt中添加TiO2或R

3、u助催化劑均能促進甲醇在Pt催化劑上的電化學氧化反應(yīng)，同時摻雜Ru及TiO2催化作用更好。而稀土金屬復合氧化物CexPr1-xOy摻雜的PtRu電催化劑的性能則更優(yōu)于摻雜TiO2的PtRu電催化劑；乙醇電氧化反應(yīng)中，Pt-SnO2/C在pH為10、粉體煅燒溫度為650℃和鉑錫原子比為2：1時，具有最佳電催化活性，并且優(yōu)于Pt/C。在此基礎(chǔ)上，本論文考察了復合催化劑PtRu-TiO2/C和Pt-SnO2/C在甲酸及乙二醇中的性能。催化劑P