Pt-CMK-3陽極催化劑的制備及其在直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用.pdf

1、由于直接甲醇燃料電池(DMFC)具有高的能量密度、不污染環(huán)境、方便的液體燃料來源以及對(duì)外部環(huán)境要求低等特點(diǎn)，被人們期望成為新一代能源。在直接甲醇燃料電池的實(shí)際運(yùn)用中一般采用碳載貴金屬催化劑，然而DMFC還存在許多缺點(diǎn)使之不能被廣泛的商業(yè)應(yīng)用，尤其是催化活性不高、抗中毒能力差等缺點(diǎn)亟待解決，而這些問題都與催化劑的種類、分散性以及顆粒的大小相關(guān)，催化劑的載體選擇也對(duì)催化劑電化學(xué)性能息息相關(guān)。有序介孔碳有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性能、熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能

2、和高導(dǎo)電性能，同時(shí)有序介孔碳有著規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)、非常巨大的比表面積、以及適合大分子和質(zhì)子進(jìn)入反應(yīng)以及產(chǎn)物排出的介孔管道，以有序介孔碳作為催化劑載體的應(yīng)用已日漸受到重視。
　　 本文在制備不同形貌的有序介孔碳CMK-3的基礎(chǔ)上，采用甲醛作還原劑的浸漬法制備出以不同形貌CMK-3為載體的Pt/CMK-3催化劑，研究了不同形貌及粒子大小的CMK-3作為催化劑載體時(shí)催化劑對(duì)甲醇氧化催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)通過X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡

3、(SEM)、透射電鏡(TEM)、氮?dú)馕摳?BET)等表征手段對(duì)制備出的CMK-3進(jìn)行了表征，研究了其形貌、粒子粒徑、以及孔道結(jié)構(gòu)和比表面積。同時(shí)通過XRD、TEM分析研究了不同形貌CMK-3為載體制備出的催化劑中鉑粒子粒徑以及分散情況，并通三電極體系電化學(xué)工作站對(duì)催化劑進(jìn)行了循環(huán)伏安測試、計(jì)時(shí)電流測試，分析了不同CMK-3為載體時(shí)催化劑的電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)表明有著較大比表面積、長徑比較大、粒子粒度較大的CMK-3更有利于作為催化載體，其

4、主要原因是這種CMK-3的比表面積較大、團(tuán)聚度較小、更加有利于表面貴金屬與電解溶液相接觸、促進(jìn)了反應(yīng)發(fā)生同時(shí)也有利于產(chǎn)物的排出。此外，我們還對(duì)以電化學(xué)技術(shù)制備Pt/CMK-3的方法作出一定的改進(jìn)，并通過BET、TEM進(jìn)行了表征。通過電化學(xué)手段對(duì)其催化性能進(jìn)行了測試，并對(duì)采用傳統(tǒng)電化學(xué)方法制備的Pt/CMK-3催化劑和以XC-72為載體的催化劑與進(jìn)行了對(duì)比。我們發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的電化學(xué)沉積的Pt粒子粒徑要比傳統(tǒng)方法制備出的Pt粒徑要小，同時(shí)Pt