Pt基及Pd基催化劑的制備及其對葡萄糖電催化氧化性能研究.pdf

1、葡萄糖是自然界中最豐富的單糖，有較高的理論能量值，被完全氧化可釋放約2870kJ/mol的能量，從中獲得有用的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能是一種很好的選擇，故被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。貴金屬Pt、Pd是最為常見的直接燃料電池的陽極催化劑材料，然而Pt、 Pd基催化劑存在易中毒、利用率低、成本高等缺點。本論文通過向貴金屬Pt、Pd中添加過渡金屬制備二元合金催化劑，然后對載體進(jìn)行改性的方法，來提高催化劑的催化性能、增強其抗CO中毒性能，并降低其使用成本。

2、我們系統(tǒng)的研究了所制備的催化劑在葡萄糖直接燃料電池（DGCE）中的應(yīng)用。通過XRD、TEM、XPS以及多種電化學(xué)測試手段對所制備的催化劑的結(jié)構(gòu)及活性穩(wěn)定性進(jìn)行了表征和測試。其具體研究內(nèi)容概括如下：
　　1.通過乙二醇浸漬還原方法向Pt催化劑中添加第二種金屬Sn制備一系列Pt-Sn/C催化劑。通過控制Pt量、溶液pH和Pt/Sn原子比等條件制備不同的催化劑探究它們對葡萄糖電催化氧化能力的大小。結(jié)果表明，在Pt的負(fù)載量為5％、溶液pH

3、=9以及Pt/Sn原子比為3時催化劑的催化性能最好。
　　2.在以上條件下，添加Ni、Co兩種過渡金屬，同樣采用乙二醇浸漬還原法制備Pt-M/C催化劑，對比不同金屬對催化劑催化性能的影響，對比發(fā)現(xiàn)Pt3Sn1/C＞Pt3Ni1/C＞Pt3Co1/C＞Pt/C；本小節(jié)實驗在此基礎(chǔ)上又采用殼聚糖（CHI）對載體進(jìn)行改性制備CHI不同負(fù)載量的Pt3Sn1/C-CHI。結(jié)果表明：殼聚糖修飾量為1%時，催化劑催化性能較好；繼續(xù)向Pt/C-C

4、HI催化劑中添加第二金屬Ni、Co，得出Pt3Sn1/C-CHI＞Pt3Co1/C-CHI＞Pt3Ni1/C-CHI＞Pt3Sn1/C＞Pt/C-CHI＞Pt/C。
　　3.通過硼氫化鈉還原法制備Pd-Co/C二元金屬催化劑，通過改變Pd負(fù)載量、溶液pH及Pd/Co原子比，尋找催化劑催化葡萄糖氧化的規(guī)律。結(jié)果表明催化劑在Pd負(fù)載量為5%，溶液pH=9，Pd/Co原子比為3時表現(xiàn)出較好的催化性能；同時XRD、TEM、XPS及ESCA