直接甲酸燃料電池炭載Pd基復合陽極催化劑的研究.pdf

1、近年來的研究發(fā)現(xiàn),直接甲酸燃料電池(DFAFC)比直接甲醇燃料電池(DMFC)有很多優(yōu)點。在DFAFC中,Pd催化劑是一種對甲酸氧化有較好電催化活性的陽極催化劑,但是其穩(wěn)定性不好,這是DFAFC中的一個主要問題。因此,研究提高Pd催化劑對甲酸氧化的電催化穩(wěn)定性是DFAFC研究中首先要解決的問題。本論文主要研究碳載Pd-雜多酸催化劑和碳載Pd-P(Pd-P/C)催化劑對甲酸氧化的電催化性能。本論文的主要研究內容如下:
　　 1、磷

2、鎢酸(PWA)對甲酸在碳載Pd催化劑上電氧化的促進作用
　　 用X射線能量色散譜(EDS)、X射線衍射(XRD)譜和電化學等技術研究了電解液中PWA對DFAFC中甲酸在Pd/C催化劑上電氧化的促進作用。發(fā)現(xiàn)因吸附的PWA能促進甲酸在Pd/C催化劑上的脫氫而加速甲酸的電氧化。而且,這種促進作用與磷鎢酸(PWA)濃度有關,表現(xiàn)為低促高抑,當電解液中PWA濃度為0.15 mg/mL時,Pd/C催化劑對甲酸氧化的電催化性能最好。

3、　　 2、硅鎢酸(SiWA)修飾碳載Pd催化劑對甲酸氧化的電催化性能
　　 研究了電解液中的SiWA對甲酸在Pd/C催化劑電極上氧化的促進作用。發(fā)現(xiàn)SiWA能提高Pd/C催化劑對甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性。這種促進作用與SiWA濃度有關。當SiWA濃度為0.40 mg/mL時,促進作用最佳。另外,SiWA能降低CO在Pd/C催化劑上的吸附量,因此,促進了甲酸通過直接途徑氧化,提高了Pd/C催化劑的電催化穩(wěn)定性。
　　

4、 3、高零價磷含量的Pd-P合金納米粒子對甲酸電氧化的性能
　　 用P還原的方法制備了用作DFAFC的碳載Pd-P陽極催化劑。得到的Pd-P/C催化劑具有高的P含量與Pd形成合金的P0。由于合金化的P0能降低Pd的3d電子云密度和CO及H在Pd上的吸附強度,因此合金化的P0會促進甲酸通過直接途徑氧化。所以,Pd-P/C催化劑對甲酸氧化的電催化性能好于Pd/C催化劑。
　　 4、還原溫度對Pd-P合金納米粒子對甲酸電氧化的