【摘 要】
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直接乙醇燃料电池中钯（Pd）基催化剂具有增强乙醇催化活性,减少中间体吸附有毒物质等优点,受到研究者的广泛关注。直接乙醇燃料电池商业化的关键涵盖了降低其催化剂的成本,解决其长期稳定性不足以及催化反应过程中中间体中毒等问题,并进行探索简单的催化剂合成步骤以满足社会发展对燃料电池商业化的需求。Pd基催化剂与Pt基催化剂相比有更高的活性和更强的抗中毒能力。本文针对直接乙醇燃料电池Pd基催化剂如何才能够涵盖
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直接乙醇燃料电池中钯（Pd）基催化剂具有增强乙醇催化活性,减少中间体吸附有毒物质等优点,受到研究者的广泛关注。直接乙醇燃料电池商业化的关键涵盖了降低其催化剂的成本,解决其长期稳定性不足以及催化反应过程中中间体中毒等问题,并进行探索简单的催化剂合成步骤以满足社会发展对燃料电池商业化的需求。Pd基催化剂与Pt基催化剂相比有更高的活性和更强的抗中毒能力。本文针对直接乙醇燃料电池Pd基催化剂如何才能够涵盖良好的稳定性和优异的抗中毒能力进行充分的研究并对这一问题展开实验研究。因此,本课题以目前研究所展现出的Pd基催化剂存在问题为研究方向,对Pd基催化剂从助催化剂修饰和引入二维结构载体两个维度展开研究,具体内容如下:（1）助催化剂,即直接乙醇燃料电池中加入非贵金属催化剂Sn降低Pd基催化剂的成本以及修饰主催化剂元素Pd的电子结构。助催化剂Sn也能提供催化反应所需的羟基（OHads）,在乙醇催化反应中OHads有助于在较低电势下使得一氧化碳（COads）氧化为CO2。不同乙醇催化体系通过不同的还原方法对Pd-Sn纳米粒子进行还原,并调整负载金属比例探索不同Pd/Sn 比例对催化剂性能的影响。（2）二维结构载体,即直接乙醇燃料电池Pd基催化剂中引入比表面积大的二维载体（二氧化钛纳米片TiO2 NSs,纺锤体二氧化钛与石墨烯结合的二维复合载体TiO2-GO）合成两种体系的不同二维载体,研究其不同二维载体对Pd基催化剂活性、稳定性以及抗中毒能力等方面影响。通过对照实验研究负载的有效成分与载体之间的关系。通过本课题的研究可以解决两个问题:一是Pd基催化剂应该涵盖哪几个方面才能解决直接乙醇燃料电池商业化;二是Pd基催化剂应该如何对其性能进行提升。
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