【摘 要】
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随着化石燃料消耗、能源短缺和环境污染的增加,寻找安全、可再生、绿色的替代能源具有重要意义。在各种创新装置中,作为便携式电源的替代能源,直接醇类燃料电池因其环境友好、运输方便以及高能效和操作简单而引起了广泛的研究兴趣。巨大的研究致力于制造高效的直接甲醇燃料电池(DMFC)催化剂。然而,它仍然受到高成本Pt、反应过程中催化剂的不稳定性和甲醇氧化反应缓慢的阻碍。因此,设计和制造经济可行的甲醇氧化反应阳极
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随着化石燃料消耗、能源短缺和环境污染的增加,寻找安全、可再生、绿色的替代能源具有重要意义。在各种创新装置中,作为便携式电源的替代能源,直接醇类燃料电池因其环境友好、运输方便以及高能效和操作简单而引起了广泛的研究兴趣。巨大的研究致力于制造高效的直接甲醇燃料电池（DMFC）催化剂。然而,它仍然受到高成本Pt、反应过程中催化剂的不稳定性和甲醇氧化反应缓慢的阻碍。因此,设计和制造经济可行的甲醇氧化反应阳极催化剂是几十年来直接甲醇燃料电池面临的挑战之一。本论文从优化催化剂的制备方法和过程、催化剂的形貌和组成等方面,合成不同的双金属负载在载体上,用SEM,TEM,XRD等表征催化剂的结构,并且研究了催化剂在碱性条件下对甲醇的电催化性能。本论文具体内容如下所示:（1）工作一成功制备了一种Pd@Ag/ZnO复合电化学催化剂,比活性分别是Pd/ZnO催化剂、20%Pd/C催化剂和Pd黑催化剂的1.8倍、2.8倍和4.6倍。催化机理的改善应该是由于Pd@Ag和ZnO之间的协同作用。密度泛函理论计算结果证实,Ag掺入Pd减弱了对一氧化碳的吸附,显著提高了抗CO中毒的能力。（2）工作二以TiO2作为载体,通过水浴加热的条件下,加入Pd和Ru的前驱体,抗坏血酸作为还原剂,然后合成Pd Ru/TiO2催化剂。XRD和XPS表征表明,催化剂成功合成,基于Pd,Ru,TiO2间的相互协同作用,催化性能的提高来自于金属和载体界面上加速的电子转移以及它们电子结构的改变。其中,以介孔TiO2显示出大的表面积和均匀的孔径,具有可接近的开放框架以及商业可用性,是贵金属基催化剂值得注意的促进剂。与Pd/TiO2,Ru/TiO2催化剂相比,Pd Ru/TiO2催化剂拥有最大的活性表面积和最优异的电催化性能。（3）工作三首先合成了TiO2-rGO复合物,以此为载体用水浴法合成Pd Co/TiO2-r GO催化剂。SEM和TEM表征显示Pd Co合金均匀分布在TiO2-r GO载体上。Pd Co间相互作用使得催化活性得到了改善,载体的开放结构提高Pd Co合金量,暴露更多的活性位点。Co金属的掺合,使得催化剂更容易吸附-OH,促进CO的氧化进而加速活性位点的释放。Pd Co/TiO2-r GO催化剂表现出优异的催化活性,稳定性和CO抗毒化。
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