直接甲酸燃料電池炭載Pd及Pd基復(fù)合催化劑的研究.pdf

1、目前研究的DMFC存在陽極催化劑性能低、易中毒、甲醇易滲透Nafion膜、甲醇有毒等問題，在近期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化．近年來發(fā)現(xiàn)，如用甲酸作燃料得到的直接甲酸燃料電池(DFAFC)比DMFC有很多優(yōu)點(diǎn)．在DMFC中，一般用Pt基復(fù)合催化劑作陽極催化劑，而在DFAFC中，發(fā)現(xiàn)Pd催化劑的性能要比Pt好很多．因此，本論文主要研究DFAFC中新的pd基復(fù)合陽極催化劑和新的制備方法，考察了Pd基復(fù)合催化劑組分和結(jié)構(gòu)因素對甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性

2、的影響，主要結(jié)果如下： 1．首次用改進(jìn)的有機(jī)溶膠法制備了炭載Pd(Pd/C)，催化劑。 (1)與液相還原法制備的Pd/C催化劑相比，由于用改進(jìn)的有機(jī)溶膠法制備的Pd/C催化劑的Pd粒子的平均粒徑較小，相對結(jié)晶度較低，因此，它對甲酸氧化的電催化活性要比用液相還原法制備的好。 (2)用改進(jìn)的有機(jī)溶膠法制備Pd/C催化劑時，發(fā)現(xiàn)控制溶劑的蒸發(fā)溫度就能控制Pd/C催化劑中Pd粒子的平均粒徑和相對結(jié)晶度。溶劑蒸發(fā)溫度與Pd

3、/C催化劑中Pd粒子的平均粒徑和相對結(jié)晶度不成正比關(guān)系。只有選擇合適的溶劑蒸發(fā)溫度，才能制得平均粒徑小和相對結(jié)晶度低的Pd/C催化劑。這種Pd/C催化劑對甲酸氧化有很好的電催化性能。 2．研究了用絡(luò)合還原法來制備DFAFC的陽極Pd/C和Pd-P/C催化劑及其對甲酸氧化的電催化活性。 (1)首次報(bào)道了用NH<,4>F和H<,3>BO<,3>作絡(luò)合劑的絡(luò)合還原法制備Pd/C催化劑及其對甲酸氧化的電催化活性。結(jié)果表明，制得P

4、d/C催化劑中Pd粒子的平均粒徑只有3.2 nm，而用液相還原法制得的Pd/C催化劑的Pd粒子的平均粒徑為15.5nm。因此，用絡(luò)合還原法制得的Pd/C催化劑對甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性都比液相還原制得的Pd/C催化劑要好很多。 (2)首次報(bào)道了DFAFC中碳載Pd基非金屬復(fù)合催化劑，Pd-P/C催化劑的制備及對甲酸氧化的電催化性能．結(jié)果表明，Pd-P/C催化劑對甲酸氧化的電催化活性比Pd/C催化劑好，這主要是由于P是非金屬元