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传统化石燃料的过度利用带来的环境污染、气候变化和能源危机已使人们强烈意识到社会的可持续发展急需开发和利用新的可持续能源。燃料电池作为一种高效的将化学能转化为电能的能源转化装置,在可持续能源的发展上具有重要地位。以氢、甲醇、乙醇、甲酸等有机小分子为阳极燃料的质子交换膜燃料电池近年来日益受到关注。和氢相比,液体燃料的能量密度高,且易于运输和存储,因此其应用前景更为广泛。直接甲酸燃料电池(DFAFC)由于具有较高的理论开路电压、较低的燃料渗透、无毒、不易燃等优点,表现出比直接甲醇燃料电池更大的应用前景,有望成为市场上的小型燃料电池之一。然而,在直接甲酸燃料电池的研究过程中也遇到了一些问题,无论是Pt基催化剂,还是Pd基催化剂,均存在贵金属的利用率低、催化剂的效率低、稳定性差等问题。聚苯胺(PANI)是一种具有独特导电活性的聚合物,具有比较大的表面积、低电阻和稳定性,曾被作为燃料电池的催化剂载体来研究。本工作通过电化学沉积的方法在电极表面制备了聚苯胺,然后将金属催化剂沉积至多孔的导电聚合物中,使金属特定区域的表面积增大,从而提高催化剂利用率。此外,利用PANI与Pd、Pt以及PtPd等催化剂之间的协同作用,催化剂的活性和稳定性也得到一定程度提高。具体如下:1、以循环伏安法沉积PANI,再利用电化学沉积法合成了xPANI/Pt复合物催化剂,研究了其在硫酸介质中对甲酸的电催化氧化性能,确定了最佳沉积条件。在我们所考察的范围内,沉积20个循环时的聚苯胺(即催化剂20PANI/Pt),对甲酸电氧化呈现最高的催化活性,甲酸氧化的峰电流约是纯Pt的2倍。2、利用电化学沉积法合成了xPANI/Pd复合物催化剂,研究了其在硫酸介质中对甲酸的电催化氧化性能。在我们所考察的范围内,沉积15个循环的聚苯胺(即催化剂15PANI/Pd),对甲酸电氧化呈现最高的催化活性,甲酸氧化的峰电流约是纯Pd的6倍3、利用电化学沉积法合成了20PANI/PtxPdy复合物催化剂,研究了其在硫酸介质中对甲酸的电催化氧化性能。我们所考察的范围内,当电解质溶液中Pt与Pd前驱体之比为7:3时,即催化剂20PANI/Pt7Pd3对甲酸的电催化氧化活性最高,峰电流是未预沉积苯胺的Pt7Pd3样品的1.5倍,纯Pt的5.7倍。4、在催化剂Pd/C的表面电沉积聚苯胺,合成了催化剂Pd/C/xPANI,研究了其在硫酸介质中对甲酸的电催化氧化性能。我们所考察的范围内,其中催化剂Pd/C/15PANI对甲酸的催化活性最高,峰电流约为Pd/C的2倍,Pd/C/20PANI的稳定性最好,计时2000s后,电流的衰减度为76%,而Pd/C为99%,呈现了较高的稳定性。