有序Pt納米陣列電極的制備及其電催化性能的研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)普遍采用Pt/C作為電催化劑，但是Pt資源稀少且其造價(jià)高，阻礙了燃料電池的發(fā)展。因?yàn)樘驾d體的腐蝕，會(huì)導(dǎo)致Pt/C催化劑失活。同時(shí)由于Pt/C中大尺寸的碳載體增加了催化層的厚度，從而影響電極反應(yīng)各相傳質(zhì)的速度以及其反應(yīng)速度。為了提高了催化劑性能，優(yōu)化催化劑結(jié)構(gòu)是必要的。本文選擇模板法制備Pt納米陣列(Pt NWs)催化劑，首先采用陽(yáng)極氧化制備不同尺寸的陽(yáng)極氧化鋁(AAO)模板，然后利用AAO模板電沉積制備出

2、不同尺寸的Pt納米陣列，將其作為燃料電池催化劑，對(duì)該催化劑進(jìn)行了XPS、SEM、TEM、ICP-AES以及電化學(xué)測(cè)試，研究結(jié)果表明：
　　 (1)溶解AAO模板后，制備的Pt NWs形狀是比較規(guī)則的圓柱形，很好的復(fù)型了AAO模板的均勻孔道。Pt NWs的直立情況良好，這樣自支撐的結(jié)構(gòu)將有利于催化劑的電化學(xué)測(cè)試。
　　 (2)根據(jù)Pt NWs循環(huán)伏安曲線中氫吸附脫附電量和CO氧化電量計(jì)算出，Pt NWs的電化學(xué)活性面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)

3、大于幾何面積。
　　 (3)根據(jù)旋轉(zhuǎn)圓盤電極(RDE)測(cè)試的Pt NWs催化劑的ORR曲線中，PtNWs的半波電勢(shì)相對(duì)于Pt/C有正移，且PtNWs的極限擴(kuò)散電流比Pt/C要大。
　　 (4)催化劑的甲醇氧化曲線中，Pt NWs的甲醇氧化峰電流比Pt/C大，這說明PtNWs的甲醇催化氧化性能比Pt/C好。三種尺寸的PtNWs甲醇氧化峰電位較Pt/C都有正移，其中25nmPt NWs的峰位與Pt/C最接近，這說明Pt納米線