有机溶胶法制备超高分散的高性能燃料电池催化剂研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fly383910564
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着石油价格的持续飙升和化石能源的日益枯竭,发展燃料电池技术的重要性和迫切性已得到全球的广泛共识。燃料电池可以将化学能高效和环境友好地直接转换成电能,是解决未来能源问题的重要技术手段之一。催化剂材料对于燃料电池具有特别重要的意义,对于低温燃料电池,催化剂材料的水平几乎决定了燃料电池技术的发展前景和商业化进程。 在大量研究工作的基础上,本论文提出了一种制备燃料电池催化剂的新方法——高压有机溶胶法。并考察了载体的预处理、反应温度和反应时间、反应起始pH值等制备条件对催化剂性能的影响,获得了制备高活性催化剂的最佳合成条件。还考察了添加剂和络合剂对催化剂性能的影响。 采用循环伏安法考察了催化剂对于甲醇电催化氧化的催化活性,采用HUPD(hydrogen Underpotential Desorption)技术测定了催化剂的活性比表面积,采用XRD技术考察了催化剂的晶相结构和测定了活性组分的平均颗粒度,采用TEM技术观察了催化剂的形貌。 采用高压有机溶胶法制得的Pt/XC-72R和Pt/CNTs催化剂,其活性组分的颗粒度分别可达2.5和1.2nm,活性比表面积可达128和179 m<2>/g Pt,对甲醇的电氧化活性可达81.3和114.7 mA/cm<2>,分别为商品催化剂(Johnson Matthey Pt/XC-72R)的2倍和2.8倍。 XRD结果表明:采用本方法制得的催化剂的活性组分具有极高的分散度和很小的颗粒度,TEM观察发现:活性组分在载体表面分散非常均匀,颗粒度分布范围小。结合XRD和 TEM的结果,我们发现:高压有机溶胶法制得的催化剂,不仅活性组分的颗粒度非常小,而且活性组分几乎是以准非晶态的形式呈二维分散在载体表面的。 循环伏安测试结果表明:作为络合剂,柠檬酸钠比酒石酸钠能制备具有更好催化活性的催化剂。当柠檬酸钠与Pt的物质的量之比为1:1时制备得到的Pt/XC-72R催化剂具有最好的催化活性。使用硅钼酸作为添加剂制备得到的Pt/XC-72R催化剂比没有添加硅钼酸的催化剂,其甲醇氧化活性提高了20%。采用高压有机溶胶法制得的PtRu/CNTs催化剂对甲醇的电氧化活性可达125 mA/cm<2>,是采用同种方法制得的Pt/CNTs催化剂的1.3倍。 本论文的研究结果对于燃料电池催化剂的制备研究具有重要意义。所研究的制备技术具有操作简单、得到的催化剂催化活性高等优点,该制备技术已成功应用于批量生产。
其他文献
2003~2005年,研究工作主要集中于聚电解质的分子动力学模拟。根据导师的建议,作为对高分子物理研究能力的全面训练以及本课题组研究项目的需要,2005.11~2007.5开展了对光学压力敏
自上世纪30年代Edward Zintl教授开展极性金属间化合物的研究工作以来,有关极性金属间化合物的研究引起了化学家们的极大兴趣,这主要归因于它们在理论化学和结构化学上的重要学
氢燃料是一种绿色、可再生的能源,在未来有希望代替化石燃料。电解水能够实现清洁、可持续产氢。迄今为止,Pt依然是最好的析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)催化剂,然而价格昂贵、资源稀缺和在碱性中较差的稳定性,限制了其广泛的应用。近年来,研究表明过渡金属磷化物(Transition Metal Phosphides,TMPs)具有优异的HER催化活性。尽管以TMP
学位
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
亚氨基糖是一类重要的糖苷酶抑制剂,目前已经在治疗糖尿病、癌症、HIV等疾病方面展现出很好的应用前景。本论文主要研究了若干重要的五元环、六元环亚氨基糖与枝化衍生物的合
本论文集中于讨论应用二茂铁手性配体实现的羰基α位碳负离子参与的两类不对称反应:Pd催化的酮的α位不对称芳基化反应和羧酸衍生物的α位不对称烯丙基取代反应。   羰基
[学习情境与任务]rn冯友兰盛赞《美的历程》说:“它是一部大书,是一部中国美学和美术史,一部中国文学史,一部中国哲学史,一部中国文化史.这些不同的部门,你讲通了.死的历史,
期刊
活性层的分子堆积结构对有机太阳能电池的光电转换过程和能量转换效率具有重要影响。然而,目前的实验技术还无法精确表征分子自组装过程和堆积结构,严重阻碍结构-性能关系的可
本文以提高水基导电聚苯胺的环境稳定性、机械性能及电导率为目的,采用区域限制方式将水基导电聚苯胺链固定在无机或有机—无机网络内,制备了一系列新型导电聚苯胺复合材料。具
钒配合物不但具有特殊的拓扑学结构,新颖,丰富的几何造型,还具有很多优良的性能,钒的多酸化合物有着优异的氧化催化性能,低价钒试剂在促进有机反应及其在有机合成中的应用一直是有