納米鉑顆粒制備及甲醇循環(huán)伏安行為研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池是直接利用甲醇作為陽極燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池，無需甲醇轉(zhuǎn)化裝置。由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、燃料便于攜帶、方便儲存、理論比能量高等優(yōu)點，在小型可移動電源和微型電源方面具有廣闊的應(yīng)用前景。但DMFC的商業(yè)化尚有諸多問題亟待解決。因此，在直接甲醇燃料電池的研究開發(fā)過程中，對甲醇電化學(xué)氧化機理的探究成為研究焦點，同時，對其陽極催化劑的研究具有重要意義。本實驗研究的重點是制備直接甲醇燃料電池陽極催化劑以及甲醛、甲酸對甲醇氧化的影響及可

2、能的機理。 應(yīng)用高溫煅燒氯鉑酸的方法，在不引入其他還原劑的情況下在多壁碳納米管上制得納米鉑顆粒，形成的納米鉑顆粒在多壁碳納米管上分布均勻、緊密，且排列有序，其管狀結(jié)構(gòu)并沒有因為高溫煅燒或者納米鉑顆粒的嵌入而被破壞。電化學(xué)測試結(jié)果顯示，甲醇在Pt/MWCNTs修飾的GC電極上電催化氧化的電子傳遞速度增加，電化學(xué)反應(yīng)阻力減小，因此，Pt/MWCNT催化劑對甲醇氧化具有催化活性。 ·采用循環(huán)伏安法分別研究了甲醛、甲酸對鉑電極上

3、甲醇氧化的影響。結(jié)果表明，加入甲醛可使甲醇的氧化峰電流增大，對比證明甲醇氧化峰電流的增加不單是甲醛的氧化引起，甲醛的氧化中間體或解離產(chǎn)物在鉑電極上的吸附也促進(jìn)了甲醇的氧化，并提出了可能的吸附模型。而甲酸對甲醇氧化的促進(jìn)作用不明顯，認(rèn)為與甲酸甲酯對甲醇氧化的抑制作用有關(guān)。 ·在鉑電極上電沉積納米鉑顆粒，電沉積方法分別采用循環(huán)伏安法、恒電位法和恒電流法。結(jié)果顯示修飾電極對甲醇均有很好的催化作用，且循環(huán)伏安法制得的鉑顆粒修飾的鉑電極對

4、正掃氧化峰有更好的催化活性，而恒電位、恒電流法制得的鉑顆粒修飾的鉑電極則對反掃氧化峰有更好的催化活性。 ·研究不同介質(zhì)里甲醇氧化的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，在一定濃度范圍內(nèi)，溶液的酸度越低，硫酸鈉濃度越低，越有利于甲醇的電化學(xué)氧化。在含硫酸鈉的堿性介質(zhì)中，氫氧化鈉濃度的增大有利于甲醇的催化氧化；在不含硫酸鈉的堿性介質(zhì)中，氫氧化鈉濃度的增大不利于甲醇的氧化，且其峰形有明顯變化。同時，電位低于-0.3V時，堿性介質(zhì)中正向電位掃描中記錄的