高性能非鉑氧還原催化劑的研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池以其效率高、環(huán)境友好等特點進入人類視野，在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用也應(yīng)運而生，成為人們關(guān)注的熱點。但目前陰極氧還原催化劑生產(chǎn)成本高、電化學環(huán)境中穩(wěn)定性差成為阻礙燃料電池商業(yè)化的主要因素，鉑的儲量有限，價格昂貴，因此，尋找和開發(fā)活性高、穩(wěn)定性好且價廉的非鉑催化劑材料對推動燃料電池的發(fā)展至關(guān)重要。
　　（1）雜多酸因為具有獨特的結(jié)構(gòu)和電子多樣性，在電催化領(lǐng)域受到人們的關(guān)注。我們以具有Keggin結(jié)構(gòu)的磷鉬酸銨（POM）為反應(yīng)前

2、驅(qū)體，用NaBH4作為還原劑，首先將磷鉬酸銨轉(zhuǎn)變?yōu)楹胁煌琈o氧化態(tài)的磷鉬酸藍陰離子基團（Mo(x)-rPOM，x≤VI），然后在Na+存在的條件下，Mo(x)-rPOM與Na+絡(luò)合重組，最終成功得到不同Mo氧化態(tài)的金屬氧化物（記為Na-rPOM)。通過XRD、XPS、FTIR等手段對Na-rPOM進行表征，結(jié)果證明還原后，Na-rPOM的結(jié)構(gòu)仍舊完好的保持了磷鉬酸銨的Keggin型結(jié)構(gòu)，但是Na-rPOM中Mo的氧化態(tài)發(fā)生了變化，從P

3、OM Mo(VI)轉(zhuǎn)變成為具有不同Mo氧化態(tài)的混價化合物。從掃描電鏡照片可以觀察到，Na-rPOM呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，BET比表面積分析和孔徑分析結(jié)果表明，Na-rPOM比表面積為102 m2 g-1，約為磷鉬酸銨的9倍。通過電化學測試，Na-rPOM的催化氧還原活性較于POM有較大的提高，在恒電位下計時電流法衡量催化劑的穩(wěn)定性，Na-rPOM表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，電流密度并沒有大幅度衰減。
　?。?）鈀一直被看作是最理想的鉑催化劑替代材

4、料，我們用PdCl2為前驅(qū)體，還原型磷鉬酸銨做還原劑，成功得到納米多孔結(jié)構(gòu)的Pd催化劑（np-Pd），催化劑粒子大小在10~15納米左右。透射電鏡的表征說明，催化劑表面暴露出（311）、（200）、（222）等不同晶面，這些晶面相互交錯，同時，催化劑表面還有豐富的缺陷位；X射線光電子能譜結(jié)果表明，我們制備的np-Pd催化劑與Pd/C催化劑相比，Pd的結(jié)合能向高能帶正移了0.38 eV，削弱了Pd-O間的相互作用。通過現(xiàn)代電化學測試方法探