PEMFC用介孔碳為載體制備電催化劑及其性能研究.pdf

1、高分散性高活性Pt/C電催化劑被廣泛用作質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的催化劑材料，同時(shí)新型納米碳材料——介孔碳的出現(xiàn)為催化劑載體的選擇提供了廣闊的前景。為此，本文研究了利用介孔硅SBA-15為模板制備介孔碳材料的技術(shù)，以及微波合成法及化學(xué)還原法制備PEMFC用介孔碳載Pt及其合金催化劑的制備技術(shù)。 本論文首選了一種陽離子表面活性劑CTAB為微波合成過程的穩(wěn)定劑，以改善介孔碳載體的潤濕性，使得鉑前驅(qū)體溶液均勻分散于介孔碳載體表

2、面，從而載體表面的活性位置增加，制備了微粒細(xì)小且均勻分布在介孔碳載表面的Pt催化劑，進(jìn)而提高催化劑的電化學(xué)活性。對其進(jìn)行XRD、TEM表征和CV曲線、交流阻抗測試，結(jié)果表明，加入CTAB且氮?dú)鈿夥?50 ℃熱處理2h所得催化劑中鉑微粒分散性明顯提高，且使納米鉑微粒的平均粒徑降至2.9nm左右，電化學(xué)活性面積大于未加CTAB的以及商業(yè)E-TEK公司的Pt/C催化劑的活性面積，顯示其催化性能因CTAB而獲得增強(qiáng)。 本文還用化學(xué)還原

3、法制備了Pt及Pt-Ni合金催化劑，并對其進(jìn)行了XRD，TEM表征和CV曲線、交流阻抗測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)Pt與Ni原子比為5:1時(shí)Pt-Ni合金催化劑的催化性能優(yōu)于同種方法所制備的純鉑催化劑。 為了降低成本，初步探索了價(jià)格低廉、來源豐富的蔗糖及酚醛樹脂作為介孔碳的碳源，成功制備出了介孔碳材料。通過微波法制備鉑基催化劑，TEM表征結(jié)果顯示鉑納米微粒在介孔碳C-0上的分散性較其它類型的介孔碳載體好，且粒徑分布均勻。CV曲線測試結(jié)果