鉑基-多孔石墨烯材料對(duì)甲醇電催化氧化的性能研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池具有裝置簡(jiǎn)單、加料方便、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，近幾年已經(jīng)得到商業(yè)化的應(yīng)用，推動(dòng)了新能源裝置的研發(fā)進(jìn)度。其電池的性能主要取決于其電化學(xué)催化劑，而其載體材料直接影響著催化劑催化性能。目前催化劑主要以負(fù)載型鉑基材料為主，其載體材料多為碳材料。碳載體材料具有較高的比表面積便于催化劑的擔(dān)載，同時(shí)具有優(yōu)異的電導(dǎo)性與穩(wěn)定性促進(jìn)其電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。目前已有許多研究通過(guò)載體碳材料的改性與功能化來(lái)提高催化劑的催化性能。具有三維多孔結(jié)構(gòu)的石墨烯比

2、表面積較高，其具有大量的吸附位點(diǎn)有利于催化劑的擔(dān)載并可以促進(jìn)電解質(zhì)的流動(dòng)。因此，本文以鋅箔為還原劑制備的石墨烯與氧化石墨烯進(jìn)行對(duì)比，研究了鋅箔還原石墨烯的可行性，并采用鋅箔與納米鎳兩種不同的還原劑制備了具有三維多孔結(jié)構(gòu)的石墨烯載鉑納米催化劑。
　　本文采用改進(jìn)的Hummers法制備了氧化石墨，將其制備成的氧化石墨烯溶液以鋅箔為還原劑，一步實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯與氯鉑酸的還原，制備了具有孔道結(jié)構(gòu)的石墨烯載鉑催化劑(Pt/RGO)。利用掃描

3、電鏡與透射電鏡對(duì)其結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行了觀察，通過(guò)循環(huán)伏安法與計(jì)時(shí)電流的測(cè)試分析了其還原溫度與時(shí)間對(duì)其催化活性及穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)其在室溫下制備的Pt/RGO的催化活性與穩(wěn)定均高于商業(yè)鉑碳。同時(shí)我們利用納米鎳對(duì)氧化石墨進(jìn)行還原，并實(shí)現(xiàn)了納米鉑的擔(dān)載，分析了鉑擔(dān)載量對(duì)其催化性能的影響。同時(shí)在掃描電鏡與透射電鏡下對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)13％wtPt的Pt/RGO的質(zhì)量比活性與抗中毒性均高于20%wtPt/C與10%wtPt/C，隨著鉑含量的上升，