直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtRu/C的制备与评价

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本论文在先前研究基础之上,首次将PtRu/C阳极催化剂的制备方法分为直接还原法、间接还原法和非还原法三大类,并且将间接还原法中的沉淀法发展为硫化物沉淀法,该方法工艺简单易控制且成本低廉,是一种较为实用的制备PtRu/C催化剂的制备方法。本论文的主要工作就是应用硫化物沉淀法制备PtRu/C阳极催化剂,通过详细评价各个实验参数对该工艺的影响总结出了最佳工艺参数,并且应用最佳工艺参数制备出了电化学性能可以与商业Chemit催化剂相媲美的PtRu/C催化剂。 本论文的主要研究进展是:通过考察H2还原温度对工艺流程的影响,总结出了当还原温度在250℃左右时可以得到较好的实验结果;通过对H2还原时间参数的研究,总结出还原时间为90min时可以得到较好实验结果;通过考察合成温度参数的影响,总结出当合成温度为80℃时能够得到较好实验结果;通过研究合成时间对工艺流程的影响,得出当合成时间为2h时,可以得到较好实验结果;通过研究pH值对工艺流程的影响,得到了pH为8时能得到较好实验结果;分别使用强碱和弱碱将pH值调节到8,得出应用弱碱尿素调节pH值比应用强碱调节pH值更有利于合成PtRu/C催化剂;不同Pt与硫代乙酰胺摩尔比的实验研究结果表明,1∶4的摩尔比是最佳的合成参数。 在测试所制备PtRu/C催化剂样品过程中,利用XRD和TEM考察了催化剂的结晶态和催化剂的粒径,结果表明催化剂颗粒有良好的结晶态并且粒径控制在了2~3nm之间;利用ICP分析了PtRu/C催化剂的贵金属实际含量,结果表明贵金属含量有4%的损失;利用循环伏安法和电池测试分析了催化剂的催化氧化甲醇的电化学性能,结果表明催化剂有较强的催化氧化甲醇的能力。
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