堿性條件下W、Ni和Sn摻雜對(duì)Rt-Ru-C電催化氧化甲醇的影響.pdf

1、太原理_大學(xué)碩!一研究生學(xué)位論文堿性條件下?lián)诫sW、Ni和Sn對(duì)Pt一RuC電催化氧化甲醇的影響摘要直接甲醇燃料電池(DMFc)因甲醇來源豐富、價(jià)格便宜、毒性小、易于攜帶和儲(chǔ)存、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具有應(yīng)用前景的移動(dòng)電源之一。不過，目前廣泛研究的質(zhì)子交換膜直接甲醇燃料電池(PEM一DMFC)存在著陽(yáng)極電催化劑活性低和“甲醇滲透”兩大問題。陰離子膜直接甲醇燃料電池(AEM一DMFC)，由于采用堿性體系，R陰陽(yáng)極的電催化性能大幅提高，

2、電滲析方向的改變也抑制了甲醇從陽(yáng)極向陰極的滲透，電池功率可望高于PEM一DMFC。因此AEM一DMFC正逐漸受到人們的重視。目前，Pt一Ru合金催化劑是應(yīng)用最為廣泛的甲醇燃料電池陽(yáng)極催化劑，但其性能仍不能夠滿足DMFC的應(yīng)用要求，開發(fā)新型甲醇電氧化催化材料成為AEM一DMFC應(yīng)用的關(guān)鍵。W、Ni和Sn電負(fù)性依次降低，當(dāng)它們?cè)谂c納米Pt一Ru的摻雜后，一方面，可不同程度地改變R的電子結(jié)構(gòu)等，另一方面，其自身的電子結(jié)構(gòu)直接或間接地改變了水的

3、解離吸附能和HZO或OH一轉(zhuǎn)化為OHadS的活化能，對(duì)調(diào)節(jié)催化劑活性有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文應(yīng)用溶膠法制備碳載Pt一Ru一M(M為W、Ni和Sn元素)，應(yīng)用XRD、XPS技術(shù)對(duì)其進(jìn)行活性物晶相結(jié)構(gòu)及價(jià)態(tài)組成表征，采川循環(huán)伏安法(CV)測(cè)試催化劑電催化氧化甲醇的活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:1.催化劑的粒徑約為3nm左右，摻雜M后引起Pt一Ru合金微粒粒徑減小。2.在催化劑表面_二Pt、Ru、M三種元素并非單純以O(shè)價(jià)形式存在，而是以O(shè)價(jià)和軌化態(tài)形式混

4、合存在。3.本實(shí)驗(yàn)中，隨看甲醇濃人原J甲)、學(xué)碩十研究生學(xué)位論文EFFECTOFPt一RuCDOPINGWITHW、NiANDSnFORMETHANOLELECTRO一CAI，ALYTICOXIDATIONINALKAINEMEDIAABSTRACTDirectmethanolfueleell(DMFC)hasbeenconsideredasoneofthemostPromisingmobilePowersoureesduetothem

5、eritsofmethanolsuchastheabundancesource，theinexPensivePriee，thelowPoison，theeonvenienttransPortionandstorageandthehighenergydenstity.However，thePresentProtonexehangemembraneedireetmethanolfueleell(PEM一DMFC)arefaeingwitht

6、womainProblemsofthelowanodeeffieieneyandthemethanolosmoiss.Benefitedfromthealkalinemedia，theeleetro一eatalyticaetivitiesofanodeandcathodiearegreatlyimProved.TheoPPosivedireetionofeleetro一osmosiseandePressthemethanolerosso

7、verfromanodetocathodie，eellPowermaybehighe一‘thanthatofPEM一DMFC.Therefore，AEM一DMFChasbeenPaidmoreattentiongradtlallybyhuman，AtPresent，AlthoughPtRualloyeatalystshavebeenusedwidelyasanodieeatalystsinDMFC，theirPerfonnaneeean

8、notsatisfytheaPPliedrequirementofDMFC，therefore，develoPingtheneweleetroeatalytiematerial15thekeytotheaPPlieationofAEM一DMFC.Theeleetronegativityofw、NiandSndeereasesintum.Afterthenano一PtRudoPedwiththem，ontheonehand，theyean