论文部分内容阅读
直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)具有燃料储备丰富、清洁环保、能量转化率高、轻便携带等优点,有可能成为便携式电子产品的主流电源。阳极催化剂的活性是影响甲醇燃料电池应用的主要因素之一,因此催化剂材料的选择与制备成为DMFC研究中最具挑战性的任务。目前对甲醇氧化的催化活性最好催化剂是金属Pt。然而甲醇在铂电极表面上催化氧化的过程中会产生COl类中间体,覆盖在Pt表面形成Pt–CO等中间产物,从而降低Pt活性,使得催化剂的效率降低。如何提高铂催化剂的利用率、增强催化剂的抗毒性以及延长催化剂的使用寿命,成为了现今DMFC阳极催化剂的研究热点。 本论文的工作致力于将铂纳米颗粒负载到不同的载体上,以提高铂催化剂的电化学活性。通过扫描电镜、透射电镜、能量散射谱等表征手段对样品的形貌、成分进行表征;采取循环伏安法和计时电流法对产物的催化活性、抗毒性以及稳定性进行测试。论文主要内容如下: (1)Ag–Pt核棒纳米复合材料的合成及性能研究。将纳米Ag颗粒作为载体,用甲酸作为还原剂,室温条件下还原氯铂酸得到Ag–Pt核棒材料。由于其独特的结构,Ag–Pt核棒材料对甲醇氧化具有强催化活性以及优良的稳定性。同时本工作也研究了反应温度与反应时间对催化剂活性的影响。 (2)Pt–Ni纳米复合材料的合成及性能研究。首先通过水热法制备Ni纳米球,然后以Ni纳米球作为基底和还原剂,直接还原氯铂酸,得到表面覆盖Pt纳米颗粒的Pt–Ni复合催化剂。电化学实验测试结果表明,所制备的样品拥有较高的催化活性和较强的抗CO毒性。 (3)Pt–Cu2O纳米复合材料的制备及性能研究。首先通过液相还原法制备出Cu2O纳米立方块。利用Cu2O兼作基底和还原剂,还原氯铂酸获得Pt–Cu2O纳米复合材料,并对产物的电化学性能进行了研究。