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，為解決當前能源緊缺和環(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家的重視。陰極氧還原反應是燃料電池的重要反應，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，提出采用電化學沉積法制備石墨烯與鉑納米粒子復合催化劑以及層

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合催化劑，應用掃描電子顯微鏡、元素分析法、拉曼光譜等技術對復合催化劑的形貌，元素和結構進行了分析。采用循環(huán)伏安法、旋轉圓盤圓環(huán)電極對復合催化劑催化氧還原反應性能進行檢測。結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。該復合催化劑對氧還原反應表現(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構復合薄膜（[AuNP/CoTMPyP]n），通過組裝層數(shù)的不同控制薄膜厚度，并應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檢測薄膜生長。采用循環(huán)伏安法對復合催化劑的氧還原反應的電催化性能進行了研究。結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合膜組裝在各種基底上。所制備的多層膜對氧還原反應有一定的