離子液體中電沉積Pt及Pt合金的研究.pdf

1、Pt基催化劑作為燃料電池中應(yīng)用最廣、穩(wěn)定性最好的催化劑，對于燃料電池的發(fā)展至關(guān)重要。為了開發(fā)新的制備燃料電池催化劑的方法，本文采用電沉積的方式在離子液體中制備了Pt、PtCu和PtCuCe催化劑，并進(jìn)行了相關(guān)的性能測試。
　　首先對七種不同的離子液體進(jìn)行了篩選，通過主鹽的溶解情況以及初步的沉積情況，確定選用[BMIM][TfO]和[DEME][BF4]體系作為電沉積鉑基合金的電解液體系。
　　在[BMIM][TfO]和[DE

2、ME][BF4]體系中研究了Pt的電沉積。采用循環(huán)伏安法對H2PtCl6在離子液體中的還原過程進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，H2PtCl6的還原過程分兩步進(jìn)行，先將Pt(Ⅳ)還原為Pt(Ⅱ)，再將Pt(Ⅱ)還原為Pt單質(zhì)。在[BMIM][TfO]離子液體中，以導(dǎo)電玻璃為基體電沉積Pt時，研究了不同電極電勢以及不同沉積時間對沉積層形貌和催化性能的影響。在電極電勢為-2.0V(vs.Pt)下，電沉積15min的獲得了粒徑約為30nm的Pt均勻的顆粒

3、。
　　在[DEME][BF4]體系中，在導(dǎo)電玻璃基體上研究了沉積電勢、沉積時間對沉積層的影響，TEM測試表明，在-2.5V電勢下沉積480s制備的Pt顆粒的粒徑僅為2.38nm，具有較好的催化性能。在0.5mol/L的硫酸溶液中的循環(huán)伏安測試，顯示了出Pt的(100)和(110)的催化峰。在[DEME][BF4]體系中通過不同掃速下的循環(huán)伏安研究計算了在該體系中Pt(Ⅱ)還原過程的擴(kuò)散系數(shù)，確定Pt(Ⅱ)再還原為Pt的過程是擴(kuò)散

4、控制參與的不可逆反應(yīng)。
　　在[BMIM][TfO]體系中研究了PtCu合金的電沉積。CuCl2的加入使鉑沉積變得更加容易。通過SEM測試發(fā)現(xiàn)，在導(dǎo)電玻璃基體上，隨著沉積電位的負(fù)移，PtCu合金由顆粒狀過渡到層狀。電沉積時間為3min~5min時的沉積層的粒徑為50nm。以-1.5V的電極電勢沉積的PtCu合金，在將沉積層中的Cu溶出以后呈網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，有效的增大了Pt的比表面積。在碳紙上沉積PtCu合金時，可以得到顆粒狀的PtCu