過(guò)渡金屬氧化鎢改性燃料電池催化劑的抗硫中毒性能研究.pdf

1、硫化物在Pt基催化劑表面上的吸附以及毒化作用將會(huì)給質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的性能帶來(lái)不利和致命性的影響?；谘趸u(WOx)的親水性屬性、低價(jià)態(tài)的氧化還原對(duì)及氫溢流效應(yīng)這三方面的特性，本論文首次采用WOx修飾貴金屬催化劑，以使催化劑獲得較好的抗硫性能。
　　 實(shí)驗(yàn)中采用鎢酸鈉作為WOx的前驅(qū)體合成了一系列的復(fù)合WOx-Pt/C催化劑。其中，氧化鎢的含量從1 wt％到50 wt％不等。通過(guò)TEM、XRD、XPS、CV、RR

2、DE等測(cè)試方法對(duì)兩種催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能表征。并通過(guò)探討不同配比的WOx-Pt/C催化活性的變化規(guī)律，研究了WOx-Pt/C和Pt/C兩種催化劑在中毒后Pt表面上SOx覆蓋度的變化趨勢(shì)和催化性能的恢復(fù)速率，同時(shí)還分析了WOx促進(jìn)SOx氧化脫附的原理及影響因素。
　　 5 wt％ WOx-Pt/C的催化劑不僅擁有與商業(yè)Pt/C催化劑十分接近的電化學(xué)活性面積及氧還原反應(yīng)(ORR)活性，而且還具有比Pt/C催化劑更優(yōu)異的抗硫性能。這

3、可能源于WOx的誘導(dǎo)效應(yīng)，即(i) Pt與WOx之間的協(xié)同效應(yīng);(ii)WOx表面的氫溢流效應(yīng);(iii) W(Ⅴ)/W(Ⅵ)氧化還原對(duì)的存在。中毒后的WOx-Pt/C催化劑經(jīng)過(guò)第1圈電勢(shì)循環(huán)掃描之后，其表面減少的SOx覆蓋度占總覆蓋度的51.2％。在親水性的WOx表面通過(guò)羥基化和水解作用產(chǎn)生的羥基OH基團(tuán)會(huì)加速硫化物SOx的氧化過(guò)程，從而使SOx中毒后的WOx-Pt/C催化劑性能迅速恢復(fù)。此外，與Pt/C催化劑相比，中毒后WOx-Pt