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H2O2基燃料电池具有高效、清洁、易操作及安全性高等优点,已被广泛研究用作水下和空间设备的电源中。但是,H2O2电还原催化剂的性能以及稳定性等问题,仍严重制约着电池性能的进一步提升。因此,研制高催化活性,高稳定性及低成本的催化剂,具有极其重要的应用价值。 本论文以具有导电性质的陶瓷材料SiC及TiB2粉体为催化剂担载体,利用化学还原法制备了Pd/SiC和Pd/TiB2催化剂,采用XRD、SEM和电化学等手段对催化剂的物性进行了表征,考察了两催化剂对H2O2电还原反应的催化性能,并与Pd/C催化剂的催化活性及稳定性进行了比较。结果表明,载体的预处理过程使陶瓷材料表面的棱角圆滑,使其与催化剂活性组分复合更容易。Pd/SiC和Pd/TiB2催化剂对H2O2电还原反应均具有一定的催化活性,电极上的催化电流密度随H2O2浓度的增大而增加,在0.1mol/LH2SO4+0.5mol/LH2O2混合溶液中,E=0.2V,Pd/SiC、Pd/TiB2和Pd/C催化剂上H2O2还原的电流密度依次为20.16mA/cm2、19.30mA/cm2、12.14mA/cm2。Pd/SiC、Pd/TiB2和Pd/C催化剂的90圈循环伏安曲线表明,以SiC和TiB2为载体的Pd催化剂在0.1mol/LH2SO4中的电流密度降低率大大小于以C为载体的催化剂。 采用化学还原法制备了PdCo/SiC、PdFe/SiC和PdNi/SiC催化剂,通过XRD、SEM和电化学等手段对催化剂进行表征,考察了掺杂钴、铁和镍的Pd/SiC催化剂对H2O2电还原催化活性影响。结果表明:PdCo/SiC、PdFe/SiC和PdNi/SiC对H2O2电还原具有一定的催化活性。在0.1mol/LH2SO4+0.5mol/LH2O2混合溶液中,E=0.2V时,PdCo/SiC、Pd/SiC、PdFe/SiC和PdNi/SiC催化剂上H2O2电还原的电流密度依次为:31.76mA/cm2、20.16mA/cm2、17.17mA/cm2、7.36mA/cm2,说明Co元素的加入提升了Pd/SiC催化剂的催化活性,而当摩尔比Pd∶Co=1∶1时,SiC负载钯钴催化剂的催化活性最高。 利用浸渍法制备了SiC负载聚苯胺(PANI)复合材料,采用化学还原法制备了SiC与聚苯胺复合担载的钯催化剂(Pd/PANI/SiC),通过SEM和电化学等手段对复合催化剂进行表征,考察了其对H2O2电还原反应的催化活性。结果表明:聚苯胺均匀覆盖在SiC表面,形成网状结构,复合催化剂对H2O2电还原反应的催化活性较Pd/SiC催化剂低,可能的原因是部分活性组分Pd进入聚苯胺的网状结构中,失去了催化作用。