Cu基修饰型低铂催化剂在乙醇电催化氧化中的性能研究
燃料电池是一种直接以电化学反应方式将化学能转变为电能的装置，是一种绿色的能源技术。DEFC，具有工作温度低，启动快，能量转化率高，对环境友好等特点，是未来电动汽车、野外电站、便携式电源的理想替代电源。然而，当前使用的DEFC碳载铂催化剂价格昂贵、资源稀缺、易中毒及活性低等，已成为制约其商业化的重要因素。由此，开发高性能和低铂载量的电催化剂对于促进DEFC技术的发展和商业化进程具有十分重要的意义。 本文的工作主要围绕如何获得高活性低铂催化剂这一主题，通过控制催化剂成分和结构来制备低铂催化剂。采用X-射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、X-射线能量色散谱（EDX）等手段对催化剂进行了结构表征。采用循环伏安法（CV）、线性扫描法（LSV）等电化学方法研究了催化剂在酸性溶液中的对乙醇的电催化氧化性能。主要包括如下内容： 第一部分：高活性Pt-IrCu/C修饰结构催化剂催化氧化乙醇 通过两步合成法制得一种低成本高活性的修饰结构催化剂。XRD和TEM测试结果表明，该催化剂是一种具有两相结构（Pt相和IrCu合金相）的催化剂。循环伏安测试表明，与商业Pt/C催化剂相比，催化剂Pt-IrCu/C不仅具有较大的电化学活性面子，而且具有较强的抗CO中毒能力。此外，催化剂Pt-IrCu/C催化氧化乙醇的峰电流值是商业催化剂Pt/C的1.6倍，提高了对贵金属Pt的利用率，并且催化剂Pt-IrCu/C具有较高的稳定性。 第二部分：高活性PtRu-PdCu/C修饰结构催化剂催化氧化乙醇 在这一部分中，通过两步置换反应制备了一种低成本、高活性的具有修饰结构的催化剂PtRu-PdCu/C。TEM和XRD测试结果表明，该催化剂颗粒分布均匀，具有较大的比表面积。催化剂PtRu-PdCu/C相对于Pt的质量活性是Pt/C催化剂的1.6倍，是PtRu/C催化剂的1.3倍。其具有好的催化性能源于PtRu与PdCu之间协同效应。
Cu基修饰;低铂催化剂;乙醇;电催化氧化性能;协同效应
西北师范大学
硕士
高分子化学与物理
王荣方;雷自强
2012
中文
TQ426.8;TQ426.6
50
2013-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）