MnO-,2-和低鉑催化劑的制備及氧還原性能研究.pdf

1、目前,由于氧還原在能量轉(zhuǎn)換裝置如質(zhì)子交換膜燃料電池和堿性燃料電池中具有重要地位,受到人們越來越多的關(guān)注。目前燃料電池中廣泛使用的陰極催化劑仍為Pt基催化劑,盡管其具有高的催化活性、良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性等特點(diǎn),但昂貴的價格限制了它的商業(yè)化應(yīng)用。為了降低催化劑成本,人們致力于提高Pt的利用率和開發(fā)非Pt的催化劑。本文中,我們合成了Pt-Ni合金及MnO2材料并將其用于氧還原催化研究。主要內(nèi)容歸納如下： 1.用化學(xué)鍍方法制備了C載的P

2、t-Ni合金催化劑并考察了其氧還原催化性能,兩種催化劑的鉑原子百分比分別為23 at.％和47 at.％,并和用相同方法制備的、金屬載量相同的(20wt％)C載的純Pt催化劑做了比較。用X射線粉末衍射(XRD)、循環(huán)伏安(CV)、線性掃描(LS)等方法表征了催化劑的結(jié)構(gòu)和活性特征。結(jié)果表明,Ni的加入可以提高Pt基催化劑的氧還原性能,但提高的程度有所不同。在兩種合金催化劑中,Ni原子百分比為23％的催化劑活性較高。合金中Ni作用歸納如下

3、：1.Ni的添加增大了Pt基催化劑的電化學(xué)活性面積；2.Pt-Ni的合金化導(dǎo)致Pt-Pt平均原子間距的優(yōu)化,有利于氧還原反應(yīng)的進(jìn)行。 2.以MnSO4和(NH4)2S2O8為前驅(qū)體,采用簡便的水熱反應(yīng)合成了海膽狀和棒狀γ-MnO2并用電化學(xué)方法測試了其在堿性溶液中的氧還原催化性能。通過調(diào)變反應(yīng)時間的長短討論了γ-MnO2海膽的形成過程。這些合成的樣品經(jīng)過了XRD、掃描電子顯微鏡(SEM)和比表面(BET)表征。電化學(xué)測試結(jié)果表明