直接甲醇燃料電池碳載鉑基陽(yáng)極催化劑的合成、表征及其電催化性能研究.pdf

1、學(xué)位論：艾獨(dú)創(chuàng)性聲明學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特另J／JH以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得直昌太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝=此，宦象。學(xué)位論文作者簽名c手寫(xiě)，：互界沖簽字同期：砌7年∥月∥日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本

2、學(xué)位論文作者完全了解南昌大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)—直昌大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所和中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)電子雜志社將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》和《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾

3、提供信息服務(wù)。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū))學(xué)位論文作者簽名(手寫(xiě))：九一象沖of翩簽名c手瓢匆寥丁簽字日期：Wy年多月，√日簽字日期：力。lz，年易月f易日摘要摘要直接甲醇燃料電池具有運(yùn)行低噪聲，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及燃料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜、便于存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，是一種理想的清潔可持續(xù)能源。目前直接甲醇燃料電池使用最普遍的催化劑是Pt基催化劑，然而由于貴金屬Pt催化劑存在資源稀少、價(jià)格昂貴、純Pt催化劑易中毒、利用率低等問(wèn)題，阻礙了直接

4、甲醇燃料電池的商業(yè)化進(jìn)程。因此提高催化劑的抗CO中毒能力，提高貴金屬的利用率或?qū)ふ倚碌奶娲F金屬的催化劑是推進(jìn)直接甲醇燃料電池商業(yè)化進(jìn)程的有效途徑。本論文基于這個(gè)目標(biāo)，制各了多種新型的碳載Pt基直接甲醇燃料電池陽(yáng)極催化劑，并對(duì)其電催化性能進(jìn)行了詳細(xì)的考察。研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：1、采用化學(xué)還原方法，以聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)表面功能化的石墨烯為模板，制備了Pt納米粒子負(fù)載量為18～78wt％的Pt／graphene負(fù)載

5、型Pt基催化劑。通過(guò)透射電子顯微鏡、X塒線衍射光譜、熱重分析等方法對(duì)所制備的催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。采用循環(huán)伏安法考察了Pt／graphene催化劑對(duì)甲醇和氧氣的電化學(xué)催化活性，研究結(jié)果表明Pt／graphene催化劑具有很高的電化學(xué)活性表面積(1416m2／g)，以及對(duì)甲醇和氧氣有較好的催化活性。2、采用簡(jiǎn)單快速的化學(xué)還原法成功的將PtCu合金納米粒子負(fù)載到聚二甲基二烯丙基氯化銨表面功能化的石墨烯表面，制備TPtCu／graphe

6、ne負(fù)載型Pt基催化劑。通過(guò)透射電子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡、X_射線光電子能譜、X塒線衍射光譜和能量散射光譜等方法對(duì)所制備的催化劑進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征。通過(guò)循環(huán)伏安法考察TPtCu／graphene催化劑對(duì)甲醇的電催化活性，研究結(jié)果表明，相對(duì)于Pt／graphene催化劑，PtCu／graphene催化劑具有更好的對(duì)甲醇電催化活性，提高了貴金屬Pt的利用率。3、多巴胺是存在于人類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的一種神經(jīng)遞質(zhì)。在適當(dāng)?shù)臈l件下，多巴胺幾乎可以

7、在任何基底的表面通過(guò)自聚合反應(yīng)形成一層均勻的聚多巴胺薄膜。由于聚多巴胺分子內(nèi)存在大量的酚羥基結(jié)構(gòu)，具有第二次還原能力。本文首次利用多巴胺的自聚合反應(yīng)修飾在碳納米管、碳納米球和炭黑等碳材料的表面聚多巴胺薄膜的還原能力，制備了MWNTs@PdopPt、CNs@Pdo—t和CB@PdopPt催化劑，并研究了它們對(duì)甲醇的電催化活性。提供了一種環(huán)境友好型制備直接甲醇燃料電池陽(yáng)極催化劑的方法。關(guān)鍵詞：直接甲醇燃料電池；Pt基催化劑；石墨烯；自聚合反