直接甲醇燃料電池鉑基復(fù)合催化劑的制備與研究.pdf

1、近年來(lái)燃料電池得到廣泛研究。但是由于燃料電池催化劑的材料價(jià)格昂貴，催化過(guò)程中易被氧化所得中間產(chǎn)物毒化，而且隨使用時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，催化劑會(huì)出現(xiàn)坍塌和團(tuán)聚現(xiàn)象，影響催化劑的活性和使用壽命。為了提高催化劑的催化活性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性，本文通過(guò)微波輔助乙二醇還原法，以XC-72為載體，共沉積制備三元催化劑PtNiW/C以及復(fù)合催化劑Pt/Ni-WC/nD。通過(guò)XRD和TEM方法來(lái)研究復(fù)合催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌，并且研究了催化劑對(duì)甲醇氧化和氧還原的催化活性

2、以及穩(wěn)定性。結(jié)果表明，PtNiW/C催化劑較PtNi/C和Pt/C具有更高的催化甲醇氧化與氧還原活性，并且表現(xiàn)出較好的抗中毒能力。ADT前后PtNiW/C比PtNi/C和Pt/C具有較多的ECSA剩余量，而且半波電位減小的也最少。說(shuō)明PtNiW/C催化劑具有更好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
　　通過(guò)微波法將Ni、W負(fù)載到XC-72上，在飽和氮?dú)庵?300℃熱處理，W與載體反應(yīng)碳化為WC，并且無(wú)定型的碳轉(zhuǎn)化為新金剛石結(jié)構(gòu)，再以Ni-WC/nD為載

3、體，借助微波法負(fù)載Pt納米顆粒，制得Pt/Ni-WC/nD催化劑。通過(guò)XRD、TEM和XPS來(lái)研究復(fù)合催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌。結(jié)果表明，Pt/Ni-WC/nD催化劑中Pt納米顆粒均勻分散在載體材料上，并且在Pt納米顆粒載到載體上后，WC的結(jié)構(gòu)變?yōu)榭諝そY(jié)構(gòu)，這有利于提高催化劑的導(dǎo)電性以及Ni-WC/nD載體與Pt顆粒之間的親和力。
　　通過(guò)循環(huán)伏安、計(jì)時(shí)電流和線性伏安掃描法研究了催化劑對(duì)甲醇氧化和氧還原的催化活性以及穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，P

4、t/Ni-WC/nD催化劑較Pt/C有較高的電化學(xué)活性比表面積，對(duì)催化甲醇氧化具有比較高的活性與穩(wěn)定性。氧還原催化反應(yīng)均為四電子過(guò)程，Pt/Ni-WC/nD催化劑較Pt/C對(duì)催化氧還原具有較大的起始和半波電位。ADT前后Pt/Ni-WC/nD比Pt/C ECSA剩余量多并且半波電位減小的少， ADT后Pt/Ni-WC/nD催化劑中的Pt納米顆粒幾乎沒(méi)有發(fā)生大量的遷移和團(tuán)聚現(xiàn)象。說(shuō)明Pt/Ni-WC/nD催化劑具有更好的氧還原催化活性和長(zhǎng)