PTSN-G--CNT催化劑的制備及對(duì)乙醇催化氧化的性能研究.pdf

1、作為便攜式電子器件的替代電源，直接乙醇燃料電池(DEFCs)因其能量密度高、污染排放低、燃料來源豐富、可再生等優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注。催化劑是燃料電池的核心組成部分，直接影響著電池的性能。在乙醇的催化氧化反應(yīng)中，Pt顯示出較高的催化活性。然而，Pt不僅價(jià)格高昂而且催化過程中易于CO中毒從而造成催化活性降低，運(yùn)行壽命縮短，阻礙了此類電池的商業(yè)化。一般認(rèn)為引入外系金屬以形成Pt基催化劑能有效解決催化劑的中毒問題。其中，PtSn雙金屬催化劑已經(jīng)表

2、現(xiàn)出良好的催化性能，PtSn的負(fù)載量對(duì)催化劑的性能有著重要的影響。此外，合適的催化劑載體材料的使用，能夠有效提高催化劑的電化學(xué)性能。本文基于催化劑中金屬負(fù)載量及載體材料對(duì)其性能的重要影響，采用浸漬還原法制備了一系列PtSn雙金屬催化劑，并將其應(yīng)用于DEECs陽極催化劑實(shí)驗(yàn)，研究了催化劑對(duì)乙醇催化氧化的電化學(xué)性能，具體內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、通過改良的hummers法合成氧化石墨烯，然后以石墨烯為載體通過多元醇法負(fù)載了PtSn金屬

3、納米顆粒，固定Pt、Sn金屬原子比，制備了金屬理論負(fù)載量為20％、30％和40％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的PtSn/石墨烯催化劑。結(jié)果表明，金屬負(fù)載量通過影響催化劑活性組分的分散性和粒徑，從而對(duì)乙醇催化氧化性能造成影響。負(fù)載量為30％的PtSn/石墨烯催化劑對(duì)乙醇氧化具有最高的催化活性和良好的穩(wěn)定性，其金屬粒子的平均粒徑為2.67nm，乙醇氧化電流密度為407.03mAmg-1。
　　2、將碳納米管和石墨烯進(jìn)行組裝獲得具有三維空間結(jié)構(gòu)的G-C

4、NT復(fù)合材料，并以此為載體，采用浸漬還原法成功制備了PtSn/G-CNT催化劑。通過調(diào)整G-CNT復(fù)合材料中石墨烯與碳納米管的用量比來控制金屬納米粒子的粒徑和分布，以此提高催化劑的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，PtSn/G-CNT催化劑的金屬顆粒分散非常均勻，粒徑較小，對(duì)乙醇氧化表現(xiàn)出超高的電催化活性以及良好的穩(wěn)定性。當(dāng)G-CNT復(fù)合載體中石墨烯與碳納米管質(zhì)量比為2∶1時(shí)，PtSn/G-CNT對(duì)乙醇氧化具有最高的催化活性和良好穩(wěn)定性，其金屬粒子