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(duì)于燃料電池的發(fā)展至關(guān)重要。為了開(kāi)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(cè)試。
　　首先對(duì)七種不同的離子液體進(jìn)行了篩選，通過(guò)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(duì)H2PtCl6在離子液體中的還原過(guò)程進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，H2PtCl6的還原過(guò)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(shí)，研究了不同電極電勢(shì)以及不同沉積時(shí)間對(duì)沉積層形貌和催化性能的影響。在電極電勢(shì)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(shì)、沉積時(shí)間對(duì)沉積層的影響，TEM測(cè)試表明，在-2.5V電勢(shì)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(cè)試，顯示了出Pt的(100)和(110)的催化峰。在[DEME][BF4]體系中通過(guò)不同掃速下的循環(huán)伏安研究計(jì)算了在該體系中Pt(Ⅱ)還原過(guò)程的擴(kuò)散系數(shù)，確定Pt(Ⅱ)再還原為Pt的過(guò)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(guò)SEM測(cè)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(guò)渡到層狀。電沉積時(shí)間為3min~5min時(shí)的沉積層的粒徑為50nm。以-1.5V的電極電勢(shì)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(shí)，可以得到顆粒狀的PtCu