不同載體對鈀納米晶的形成及電催化性能的研究.pdf

1、直接甲酸燃料電池(簡稱DFAFC)是通過電化學反應直接把甲酸和氧氣中的化學能轉化為電能的新興能量轉換裝置,在能源領域中有很高的潛在的應用前景。由于DFAFC具有低溫工作性能好,能量密度大,環(huán)境友好等優(yōu)點,正在受到廣泛的關注。
　　 催化劑是直接甲酸燃料電池的關鍵組成部分,是由金屬和載體構成的。雖然鉑具有較高的電催化活性,但是由于Pt價格昂貴,限制著其商業(yè)化的進程。Pd在地球上的儲量是Pt的五十倍,資源相對豐富,是鉑的很好的替代選

2、擇。催化劑的載體通常采用商業(yè)VulcanXC-72和碳納米管,但是它們的合成需要高溫高壓苛刻的條件。因此,研究新型的載體具有重要意義。本論文開展了采用不同的載體制備Pd基催化劑,以及甲酸氧化的電化學活性研究。通過傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、循環(huán)伏安法(CV)、計時電流法等分析測試技術,對催化劑的形貌、結構、電化學性質等進行了詳細研究,其主要內容如下。
　　

3、 (1)概述了直接甲酸燃料電池的概況,介紹了常用的催化劑制備方法,和載體的研究進展。
　　 (2)采用簡單的水熱方法以葡萄糖為原料合成炭微球(Carbon Microspheres,CMS),用它作為載體,負載Pd催化劑。作為對比研究,我們考察了酸性條件下,Pd/CNTs催化劑和Pd/XC-72催化劑對甲酸氧化的反應,結果表明三種催化劑中以炭微球為載體制備的催化甲酸氧化的活性最高。
　　 (3)采用乳液方法合成了聚苯乙烯

4、微球,接著以該微球為模板,制備出聚苯乙烯/聚吡咯復合微球,負載Pd制備出Pd/PS@PPY-XC-72催化劑,相比Pd/PS@PPY催化劑和Pd/XC-72催化劑,對甲酸氧化的電催化性能有所提高。
　　 (4)探索了在不同溫度下用吡咯進行修飾活性炭(Actirated Carbon,AC),然后在上面負載Pd制備出不同的催化劑,并將它們對甲酸氧化的性能和穩(wěn)定性進行了對比。結果表明碳化溫度越高的活性炭作為載體時催化劑的活性越高。<