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燃料电池是一种对环境友好的能量转化电池,以其能量转化效率高、无污染、无噪音、能量密度高等优点成为了世界瞩目研究热点。然而其催化剂及其载体材料一直存在着制备方法复杂,且制备出的复合物形貌不佳等问题,影响了催化剂的效率,致使燃料电池的使用效率受到了限制。碳微球(CMSs)是碳家族中的重要成员之一,其特殊的结构赋予了它优异的性能和广阔的应用空间,如锂离子电池电极材料、催化剂载体、复合材料、多孔导电材料、贮能材料等方面。根据其结构特点可以分为实心碳微球(SCMSs)和中空碳微球(HCMSs),其良好的化学和导电性,使之有望成为一种良好的催化剂载体。本文以乙炔为碳源,首先采用化学气相沉积法(CVD)制备了SCMSs,而后采用氧化法对SCMSs进行改性,使SCMSs的表面官能化,接着利用二氯化锡敏化溶液对改性后的SCMSs进行敏化,随后采用化学镀法将钌纳米颗粒沉积到SCMSs表面制备出钌/实心碳微球复合材料(Ru/SCMSs)。研究了不同改性方法、敏化液中二氯化锡用量和镀液中三氯化钌的用量对产物形貌的影响。并以脱油沥青(DOA)为碳源,使用相同方法制备出钌/中空碳微球复合材料(Ru/HCMSs)。采用场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、红外光谱、X-射线衍射、X-射线光电子能谱和热重分析等对制备的样品进行了表征和分析;并通过电化学性能测试,对比了Ru/SCMSs、Ru/HCMSs两种产物的电催化性能。结果表明:1在400℃空气氧化法、H2SO4/K2Cr2O7和HNO3/H2O2混酸法三种改性方法中,空气氧化法改性后的SCMSs制备出的Ru/SCMSs样品上均匀地负载了细小的钌纳米颗粒,且金属粒子的加载率也较高;在反应过程中还原剂硼氢化钠的用量和溶液的酸碱度不变,经过0.5 mmol/L的敏化液敏化处理和5 mmol/L的化学镀液制备出的Ru/SCMSs样品形貌较好,细小的钌纳米颗粒均匀地加载到碳微球的表面。2.电化学分析表明:Ru/CMSs复合物是一种具有电催化能力的复合材料,但其电催化性能仍有待探索。较大的比表面积使HCMSs可作为复合电极材料中的载体材料应用于电容方面。酸性溶液中表现出的良好电容性,也使得Ru/CMSs复合材料在电容、电催化领域的应用具有积极意义。