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针对直接醇燃料电池阳极催化剂存在的活性及稳定性较低问题,在前期研究基础上,首先考察了CeO2对Pt催化剂活性及稳定性促进作用,继而设计了一种SnO2表面原位生长Pt催化剂方法——原位制备法,利用该方法制备Pt/SnO2/CNTs催化剂,其乙醇电氧化活性及稳定性均有较大改善。
为考察CeO2对Pt催化剂活性及稳定性影响,需在不同载体上负载相同Pt催化剂进行比较。为此,首先用微波法在NaOH乙二醇溶液中还原氯铂酸,然后将制得Pt颗粒吸附在载体CNTs和CeO2/CNTs上,得到催化剂Pt/CNTs和Pt/CeO2/CNTs。比较了Pt/CNTs和Pt/CeO2/CNTs催化剂在NaOH和H2SO4介质中对乙醇电氧化催化活性,结果表明,碱性条件和CeO2助催化剂均可促进Pt催化活性,两种情况下催化剂促进机理具有相似性,均与催化剂表面含氧基团OH较易生成有关。稳定性研究表明,碱性介质和酸性介质中Pt催化剂均面临失稳问题,CeO2可改善Pt催化剂的循环稳定性。
SnO2相比炭基载体CNTs具有优良耐蚀性,对Pt催化剂表面乙醇电氧化具有助催化作用。基于此,采用原位制备法制得Pt/SnO2,考察了该催化剂循环稳定性,表明其稳定性较好,但因SnO2导电性差使得Pt利用率不高。为此,利用Sb掺杂和CNTs负载SnO2提高载体导电率,结合原位制备法制得Pt/SnO2/CNTs催化剂,循环伏安循环扫描前后Pt粒径变化不大,乙醇电氧化活性较高,表明Pt/SnO2/CNTs是一种稳定性好和催化活性高的催化剂。