石墨烯基金屬催化劑對直接醇類燃料電池性能的研究.pdf

1、能源問題關(guān)系到國家的經(jīng)濟(jì)命脈。直接醇類燃料電池作為一種有潛力的新型供能方式，受到了極大的關(guān)注，但其催化劑卻仍存在諸多問題。隨著石墨烯的出現(xiàn)，因其優(yōu)越的性能，對其作為載體的負(fù)載型金屬催化劑的探究和關(guān)注也成為研究焦點。本文在用溶劑熱法制得石墨烯及元素?fù)诫s石墨烯（主要是氮元素?fù)诫s）的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步利用乙二醇還原法制備了石墨烯和元素?fù)诫s石墨烯負(fù)載的Pt、Ru催化劑;運用XRD分析測試表征了所制備樣品的組成;運用電化學(xué)測試技術(shù)如伏安循環(huán)法(CV

2、)、交流阻抗(EIS)對石墨烯、氮摻雜石墨烯負(fù)載Pt和Pt-Ru分別在酸性條件下分別對甲醇和乙醇的氧化反應(yīng)的電催化性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。另外，本文也嘗試?yán)媒n還原法制備了石墨烯負(fù)載Pt、Pt-Cu催化劑，并運用CV、EIS測試、探究了其在酸性條件下對甲醇、乙醇氧化反應(yīng)的電催化性能。在酸性電解質(zhì)中，催化劑表現(xiàn)出了優(yōu)越的性能，而堿性電解質(zhì)卻因其不同于酸性電解質(zhì)的特點而受到重視。利用乙二醇還原法制備出石墨烯負(fù)載不同成分比的Pt/G、Ni/G

3、、PtNi(1∶1)/G、PtNi(1∶2)/G、PtNi(2∶1)/G催化劑;再運用CV、EIS、I-t等多種電化學(xué)技術(shù)，對各不同成分比例的Pt-Ni催化劑在不同堿性電解質(zhì)濃度下對甲醇氧化反應(yīng)的電催化性能進(jìn)行了詳細(xì)的比較和分析，從催化活性、抗CO中毒性、界面間傳輸阻力、穩(wěn)定性等性能考慮，得出各催化劑在0.75M濃度下性能較優(yōu)，綜合考慮，發(fā)現(xiàn)Pt-Ni(1∶1)/G的性能是最好的。此外，本文中還制備了Pt/G、Co/G、Co-Cr/G、