直接甲醇燃料電池（DMFC）陽極改性催化劑PtRu-C的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)是一種以甲醇為直接燃料的燃料電池,具有運(yùn)行溫度低、能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料來源豐富、直接利用液態(tài)甲醇為燃料、無污染、無噪音、環(huán)境友好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),是便攜式電子設(shè)備、電動汽車等的動力電源,具有廣泛的應(yīng)用前景。但其性能與商業(yè)化的要求仍有較大差距,主要原因在于低溫時(shí)甲醇的電催化氧化活性不高,甲醇透過造成陰極活化嚴(yán)重,同時(shí)甲醇氧化中間產(chǎn)物CO等易使催化劑中毒失活,因此研究具有穩(wěn)定的抗CO中毒能力和較好的甲醇催化氧

2、化活性的陽極催化劑具有重要意義。在DMFC陽極催化劑的研究過程中,PtRu/C催化劑是目前為止應(yīng)用最為成熟廣泛的抗CO催化劑,但其催化活性受多種因素的影響,如制備方法、還原氛圍和還原條件等。 為了制備出成本較低、電催化活性較好的DMFC陽極PtRu/C催化劑,本論文以H2PtCl6.6HzO和RuCl3為主要原料,在多種條件下采用液相化學(xué)還原法及微波法制備了PtRu/C雙金屬陽極催化劑。通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM

3、)、循環(huán)伏安掃描(CV)等方法對制備的催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)活性進(jìn)行了分析和研究。 結(jié)果表明：載體活性炭粉末采用水蒸氣處理后真空干燥、以THF作為反應(yīng)溶劑體系、以NaOH與CH3COONa濃度均為0.631mol/L的混合緩沖溶液調(diào)節(jié)還原體系pH=10、還原劑為水合肼且其用量為理論用量的4倍、還原體系溫度為85～90℃等最佳條件時(shí),在惰性氣體保護(hù)下,液相化學(xué)還原法可以制備出粒徑大小合適、分布均勻且負(fù)載均勻的性能最佳PtRu/C

4、雙金屬催化劑,這種催化劑對甲醇的電催化氧化顯示出很好的活性。同時(shí)對其在甲醇溶液中連續(xù)工作的能力進(jìn)行了考察,發(fā)現(xiàn)隨著使用時(shí)間的延長,催化劑會逐步趨向穩(wěn)定?？疾炝嗽诓煌状紳舛认伦罴汛呋瘎┑男阅?結(jié)果發(fā)現(xiàn)催化劑在甲醇濃度為0.5～1.0mol/L,時(shí)的催化活性較好。同時(shí)本文還比較了采用液相化學(xué)還原法和采用微波加熱法制備的催化劑的性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在其他條件和制備最佳PtRu/C雙金屬催化劑相同的情況下,以甲醛為還原劑時(shí)上述兩種方法制備的催化劑