石墨烯-碳納米管負載型催化劑催化氧化甲醇研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(direct methanol fuel cells，DMFC)是一種能夠?qū)⒓状纪ㄟ^在電極與電解質(zhì)溶液的界面上發(fā)生化學反應直接將燃料的化學能轉變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，具有能量轉化效率高、操作溫度低和環(huán)境友好等優(yōu)點。傳統(tǒng)的鉑(Pt)基催化劑是目前使用最廣泛的用于甲醇電催化氧化的電催化劑，由于Pt價格昂貴、資源稀缺且容易被甲醇電催化氧化過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物占據(jù)活性位點而造成催化劑中毒等問題，因此降低Pt的含量或者設計不含Pt的

2、催化劑，同時提高催化劑的抗毒性、催化活性和穩(wěn)定性成為研究的重點。
　　一維的碳納米管和二維的石墨烯具有:大的比表面積，有利于催化劑的分散;卓越的導電性，有利于氧化還原過程中電子的轉移;化學轉化得到的石墨烯含有的缺陷和官能團有利于催化劑的粘附和固定在其表面。因此，二者作為催化劑的載體而受到廣泛關注?；谝陨纤悸?，本文從催化劑的載體著手，以降低Pt的含量或者設計不含Pt的高性能催化劑為目標，開展以下研究:
　　(1)Pd/NrG

3、O@NCNTs復合材料的合成及其對甲醇電催化氧化性能研究:本文中，采用一步電沉積含有氯鈀酸鈉的氧化石墨烯與碳納米管的膠體溶液，制備了還原氧化石墨烯與碳納米管負載Pd納米粒子復合材料(Pd/rGO@CNTs)，再經(jīng)過氨熱處理，實現(xiàn)碳載體的氮摻雜和Pd納米粒子的減小，得到了氮摻雜的還原氧化石墨烯與碳納米管負載超細Pd納米粒子(Pd/NrGO@NCNTs)。通過電化學性能表征實驗，結果表明:Pd/NrGO@NCNTs復合材料對甲醇電催化氧化的

4、最大峰電流（895.9 A g-1）是商業(yè)的Pd/C(120.0 A g-1)催化劑備7.47倍，表現(xiàn)出很高的催化活性、穩(wěn)定性和抗毒性。
　　(2)Pt/Cu/rGO@CNTs的制備及其對甲醇電催化氧化性能探究:通過一步電沉積含有硫酸銅(CuSO4)的氧化石墨烯與碳納米管懸浮液制備了三維網(wǎng)絡結構的還原氧化石墨烯與碳納米管負載銅納米片的復合材料，然后通過與氯鉑酸的簡單置換反應，合成了三維網(wǎng)絡結構的還原氧化石墨烯和碳納米管負載Pt/C