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(jī)小分子作為燃料的新型低溫燃料電池。其中陽(yáng)極電催化劑中毒問題，影響了整個(gè)燃料電池的功率，電流密度，性能及使用壽命。為了解決這個(gè)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(duì)催化劑制備的

2、影響。使用X射線衍射、能譜分析及場(chǎng)透射電子顯微的測(cè)試手段對(duì)所制備的復(fù)合催化劑的粒徑、分布及元素含量進(jìn)行表征。催化劑的平均粒徑和各組分間的相互作用對(duì)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(tuán)，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(jìn)甲醇在Pt催化劑上的電化學(xué)氧化反應(yīng)，同時(shí)摻雜Ru及TiO2催化作用更好。而稀土金屬?gòu)?fù)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(shí)，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(fù)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