Pt-TiO2催化劑的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)被認為是十分理想的可移動小型化電源之一，與其他電源相比，甲醇來源豐富、價格低廉、對環(huán)境基本無污染、無C-C鍵束縛，電化學(xué)活性高等優(yōu)點。但是甲醇在陽極的氧化反應(yīng)是一個自中毒的過程，而且甲醇在陽極電氧化的速率慢，極化嚴重，因此研究新型有效的陽極催化劑以提高甲醇的反應(yīng)活性和抗CO中毒一直是亟需解決的問題。本文采用二氧化鈦金屬氧化物作為載體制備Pt基催化劑，通過改變其晶相、形貌以及摻雜少量Ce來提高催化劑對甲醇的電催

2、化氧化性能。主要研究以下內(nèi)容:
　　第一部分:采用靜電紡絲技術(shù)制備了TiO2納米纖維，并分別在400-700℃進行煅燒，得到不同晶相組成的TiO2，以其為載體用浸漬還原法制備Pt/TiO2催化劑，并研究催化劑在酸性條件下對甲醇的催化活性和穩(wěn)定性，探討焙燒溫度對TiO2晶相組成以及電化學(xué)催化性能的影響。研究結(jié)果表明，隨著焙燒溫度的升高，TiO2納米纖維金紅石的含量增大，550℃焙燒獲得的TiO2納米纖維金紅石含量為2.67wt.％，

3、所負載的Pt納米顆粒最小，催化劑活性表面積最大。以其為載體的催化劑在甲醇電氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出最好的催化活性、穩(wěn)定性和抗CO中毒能力。
　　第二部分:采用溶膠-凝膠法和有機溶劑升華干燥(OSSD)法制備了TiO2氣凝膠，用浸漬還原法制備了Pt/TiO2氣凝膠催化劑，并以商業(yè)TiO2納米微球(P25)為載體，制備了Pt質(zhì)量分數(shù)相同的Pt/P25催化劑，研究不同TiO2載體對甲醇電催化氧化性能的影響。電化學(xué)測試結(jié)果表明，與Pt/P25催化

4、劑和Pt/C催化劑相比，Pt/TiO2氣凝膠催化劑在甲醇氧化中表現(xiàn)出更好的催化活性、穩(wěn)定性和抗CO中毒能力。
　　第三部分:采用溶膠凝膠法結(jié)合靜電紡絲法制備不同CeO2含量的TiO2-CeO2納米纖維負載Pt/TiO2-CeO2復(fù)合催化劑，研究了不同載體組成對催化劑催化性能的影響。對各催化劑進行化學(xué)組成、晶型測定和微觀表面狀態(tài)等結(jié)構(gòu)表征，并測試所制備的電極材料對甲醇的電催化氧化活性。電化學(xué)測試結(jié)果表明，當w(CeO2)/w(TiO