氧還原催化劑制備及其性能研究.pdf

1、燃料電池作為一種高效率、低污染和低成本的新型能源技術(shù)，為解決當(dāng)前能源緊缺和環(huán)境污染等問題帶來了新的福音，近年來引起了世界各國科學(xué)家的重視。陰極氧還原反應(yīng)是燃料電池的重要反應(yīng)，目前使用最多的陰極催化劑是炭黑負載的鉑基納米粒子，但它面臨著高成本和低穩(wěn)定性等問題。在不降低催化劑活性的前提下，減少陰極催化劑中貴金屬用量是當(dāng)前燃料電池的重要課題。本論文以制備低成本、高效率的氧催化劑為目的，提出采用電化學(xué)沉積法制備石墨烯與鉑納米粒子復(fù)合催化劑以及層

2、層組裝法制備金屬卟啉與金納米粒子的復(fù)合催化劑，并研究了這兩種電催化劑對氧還原的催化性能。所研究內(nèi)容如下：
　　(1)采用循環(huán)伏安共沉積法制備了石墨烯與鉑納米粒子復(fù)合催化劑，應(yīng)用掃描電子顯微鏡、元素分析法、拉曼光譜等技術(shù)對復(fù)合催化劑的形貌，元素和結(jié)構(gòu)進行了分析。采用循環(huán)伏安法、旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極對復(fù)合催化劑催化氧還原反應(yīng)性能進行檢測。結(jié)果表明通過共沉積法能夠很好地將鉑納米粒子和還原的氧化石墨烯修飾到電極上。該復(fù)合催化劑對氧還原反應(yīng)表現(xiàn)

3、出良好的電催化活性。
　　(2)采用層層組裝方法制備了鈷卟啉與金納米粒子的三維納米結(jié)構(gòu)復(fù)合薄膜（[AuNP/CoTMPyP]n），通過組裝層數(shù)的不同控制薄膜厚度，并應(yīng)用紫外可見光譜測試儀、表面增強共振、原子力顯微鏡和阻抗測試儀等技術(shù)檢測薄膜生長。采用循環(huán)伏安法對復(fù)合催化劑的氧還原反應(yīng)的電催化性能進行了研究。結(jié)果表明層層組裝法能夠成功地將聚丙烯酸穩(wěn)定的金溶膠納米粒子與鈷卟啉的復(fù)合膜組裝在各種基底上。所制備的多層膜對氧還原反應(yīng)有一定的