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质子交换膜燃料电池(PEMFC)是以质子交换膜为电解质,具有工作温度低,功率密度高,无腐蚀性,系统坚固耐用等优点,具有广泛的应用前景。迄今为止,PEMFC的有效催化剂仍以Pt为主。由于PEMFC对燃料气中CO非常敏感,即使痕量的CO也可造成Pt催化剂中毒而催化性能下降。一般采用引入其它金属元素来解决Pt催化剂CO中毒问题,研究较多的为Pt-Ru/C催化剂。本文提出采用反胶束法来制备Pt-Ru/C催化剂,对该方法制备Pt-Ru/C催化剂的工艺进行了研究。重点研究了表面活性剂种类、水与表面活性剂的摩尔比、金属元素还原的顺序、还原剂的种类和反应温度等多种因素对Pt-Ru/C催化剂的物化性质及电化学性能的影响。结果表明,采用SDS为表面活性剂,固态KBH4为还原剂,分步负载还原的顺序,在水和表面活性剂摩尔比为9,温度为60℃时制备的Pt-Ru/C催化剂,具有金属载量高(达到实验设定值的90 %以上)、颗粒粒径小(3-5 nm)、合金度好、分散性好、电催化性能及抗CO中毒性能较佳等优点。采用优化好的工艺条件,向Pt-Ru/C催化剂中掺杂Fe、Cr和Ni金属元素制得三元催化剂。研究表明,三种元素的催化剂在Pt-15%、Ru-10%、M(Fe、Cr和Ni)-5%的含量组成时,不论物化性质或电催化性能方面都是最优;Ni元素的加入可明显改善Pt-Ru/C催化剂的抗CO中毒能力。对稀土元素掺杂到Pt/C催化剂中进行了尝试性研究。结果表明,Pt-Ce/C和Pt-Eu/C催化剂在电催化性能方面和Pt-Ru/C催化剂很相近,甚至有的方面超过Pt-Ru/C催化剂。