直接甲醇燃料電池陰極卟啉催化劑的制備和表征.pdf

1、本課題在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合成了兩類五種金屬卟啉化合物：meso-5，10，15,20-四(N,N-二甲氨基)苯基卟啉亞鐵(TDMNPPFe(Ⅱ))、meso-5，10，15,20四(N,N-二乙氨基)苯基卟啉亞鐵(TDENPPFe(Ⅱ))、meso-5，10，15,20四(2-噻吩)卟啉亞鐵/鈷(T(2-Th)PFe(Ⅱ)/Co(Ⅱ))、meso-5，10，15,20四(4-溴-2-噻吩基)卟啉鐵/鈷(T(4-Br-2-Th)PFe

2、(Ⅱ)/Co(Ⅱ))、meso-5，10，15,20四(3-甲基-2-噻吩)卟啉亞鐵(T(3-Me-2-Th)PFe(Ⅱ))。利用元素分析，Uv-Vis，IR,<'1>HNMR等方法對(duì)化合物的組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)所得即為目標(biāo)化合物。用以上金屬卟啉化合物作為催化劑的前驅(qū)體，活性炭固載后，在惰性氣體保護(hù)下活化得到了不同制備條件(不同金屬載量和不同活化溫度)的五種金屬卟啉的催化劑。TEM考察了催化劑的微觀形貌，結(jié)果表明，金屬卟啉

3、均勻負(fù)載在了活性炭的表面。XRD表征了不同活化溫度下催化劑的晶型結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，600℃活化后金屬卟啉以無定形形式均勻分布在活性炭表面，當(dāng)活化溫度高于950℃時(shí)，有金屬微晶出現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)圓盤電極法(RDE)考察了催化劑的最佳制備工藝條件以及電解質(zhì)對(duì)催化劑催化活性的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)e(Ⅱ)催化劑的最佳金屬載量為4％或者6％，最佳活化溫度為600℃或者800℃。Co(Ⅱ)催化劑在高載量、高活化溫度時(shí)具有較好的催化氧還原活性。兩種中心金屬催化劑

4、相比，在相同金屬載量時(shí)Fe(Ⅱ)催化劑具有更好的催化氧還原活性，電極反應(yīng)更趨向于4電子過程。堿性電解質(zhì)中催化劑催化活性明顯高于酸性電解質(zhì)中。將自制卟啉催化劑與E-Tek公司生產(chǎn)的。Pt/C(ω=30％)催化劑做了比較，結(jié)果表明，取代氨基卟啉過渡金屬配合物催化劑的催化氧還原活性好于噻吩基卟啉配合物催化劑，在堿性電介質(zhì)中TDENPPFe(Ⅱ)催化劑的電催化氧還原活性與30％Pt/C相當(dāng)。耐甲醇測(cè)試表明，自制卟啉催化劑具有很好的耐甲醇性能。最