碱性醇类燃料电池新型催化剂的研究

用交替微波加热法快速制备CeO2/C复合材料,进而制备Pt-CeO2/C。用电化学方法研究了甲醇、乙醇、甘油和乙二醇在KOH溶液中在Pt/C或Pt-CeO2/C电极上的电化学氧化性能。结果显示负载在碳粉上的Pt和Pt-CeO2催化剂对四种醇的电化学氧化具有较高的活性。而Pt-CeO2/C催化剂与Pt/C催化剂相比表现了更好的活性和更强的抗毒化能力。     

Pt-Ru-W/C催化剂对乙醇电催化氧化研究

为了提高直接乙醇燃料电池阳极催化剂的催化活性,降低贵金属载量,采用热还原法制备了Pt-Ru-W/C催化剂,比较了Pt-Ru-W/C和相同前驱体用化学还原法制备的Pt-Ru/C催化剂对乙醇的电催化氧化行为;在0.5 mol/L乙醇和0.5 mol/L硫酸混合溶液中考核了上述催化剂对乙醇电催化氧化活性;通过X射线衍射光谱法(XRD)技术对催化剂的晶体结构进行了分析;结果表明:两种催化剂都具有Pt的面心立方晶格结构,晶格参数都小于Pt/C催化剂;计算表明Pt-Ru-W/C粒径较小,为6.5 nm左右;Pt-Ru-W/C电化学活性比表面积小于Pt-Ru/C催化剂,但由于W的助催化作用使Pt-Ru-W/C对乙醇的电催化活性和抗乙醇中间产物毒化的能力高于Pt-Ru/C催化剂.     

Pt合金催化SO_2电化学氧化反应的研究

SO2电化学氧化反应一般用于工业废气脱硫、硫循环水电解制氢、硫氧化物检测等领域,随着SO2对质子交换膜燃料电池(PEMFC)毒化问题的出现,人们逐渐关注SO2电化学氧化的研究。电催化剂是SO2电化学氧化过程的关键材料之一。以Pt Ru/C、Pt3Pd/C和Pt/C作催化剂,采用循环伏安测试和极化曲线测试进行SO2电化学氧化研究。循环伏安测试结果显示,相同时间内Pt Ru/C催化剂表面SO2氧化量最高,Pt3Pd/C最低。极化曲线显示,Pt Ru/C催化剂上SO2电化学氧化的半波电位低于Pt3Pd/C和Pt/C催化剂,且Pt Ru/C催化剂上氧化峰电流最高。三种催化剂对SO2电化学氧化的活性高低为Pt Ru/CPt/CPt3Pd/C。     

乙醇在炭微球负载催化剂上的电化学氧化

用水热法分解蔗糖制备炭微球(CMS),并使其表层富含的羟基功能基团和金属离子络合,然后用化学还原法,使炭微球表面负载上Pt和Pd催化剂。用循环伏安法研究了炭微球负载催化剂对乙醇在碱性溶液中的电化学氧化活性。结果显示,炭微球负载的催化剂活性面积是相同载量下碳粉负载催化剂的2倍,乙醇在Pd/CMS上的氧化峰电流密度是Pt/CMS上的5倍多。     

低铂Pt/FePO_4/C催化剂在PEMFC中的应用

采用乙二醇还原法制备了Pt含量为5%(质量分数)的Pt/C和Pt/FePO4/C催化剂,并用透射电镜(TEM)表征催化剂的形貌.催化剂中Pt粒子在载体上高度分散,且粒径均匀.Pt/FePO4/C和Pt/c催化剂的平均粒径分别为1.2nm和0.9 nm.实验结果表明,Pt/FePO4/C催化剂具有较Pt/C更高的电化学活性比表面积和催化氧还原的活性.分别利用两种催化剂制备PEMFC阴极,Pt的担量均为0.08mg/cm2.以氧气为阴极反应气时,采用Pt/FePO4/C和Pt/C的PEMFC单电池的峰值功率密度分别为763mW/cm2和663mW/cm2;阴极催化剂质量比功率分别为9.54kW/g Pt和8.29kW/gPt;即作为PEMFC阴极催化剂,Pt/FePO4/C具有更高的催化活性.     

Sr掺杂对Pt-CeO_2/C电催化甲醇性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Sr掺杂的CeO2,接着采用乙二醇还原法制备了Pt-Ce1-xSrxO2-δ/C催化剂.利用X射线衍射(XRD)考察了Sr掺杂的CeO2的晶体结构.结果表明,Sr掺杂导致CeO2的衍射峰位发生偏移,CeO2的晶胞参数增大,当Sr掺杂量为5%时,CeO2的晶胞参数由0.5411 nm增大为0.5417 nm.利用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)考察了催化剂的晶体结构和表面形貌,催化剂中Pt颗粒分布均匀,粒径大小为2-4 nm.循环伏安测试结果表明在CeO2晶体中掺杂Sr提高了Pt-CeO2/C对甲醇的电氧化活性,当Sr的掺杂量为5%时,催化剂对甲醇的电氧化活性最高.     

交替微波加热法制备Pt/C催化剂的研究

利用交替微波加热法制备了Pt载量高于 40 %的Pt/C催化剂 ,具有制备过程简单 ,方便 ,快速等特点。采用TEM和XRD等分析技术对催化剂进行了表征 ,并对甲醇的电化学氧化性能进行了研究。结果表明 :以本法制备的Pt/C催化剂的Pt颗粒高度均匀地分散于VulcanXC 72碳载体上 ,粒径分布在 2 5～ 5nm之间。由该催化剂制备的电极对甲醇的电化学氧化性能优于E TEK公司的同类产品     

热处理对Pt/C和PtRu/C催化剂活性的影响

对商业Pt/C和PtRu/C催化剂进行真空加热处理,研究热处理对催化剂微观结构变化及甲醇氧化的影响.X射线衍射光谱法(XRO)和热重(TG)研究结果表明:低温(210℃以下)真空加热处理对Pt/C和PtRu/C催化剂活性金属组分的晶体结构和催化剂表面处于活性位置(Pt-C结合位置)的碳原子数没有较大影响.电化学测试结果表明:热处理后的商业Pt/C和PtRu/C催化剂对甲醇氧化活性均高于初始催化剂,而且180℃加热处理的Pt/C和PtRu/C催化剂对甲醇催化氧化性能最好,其电化学稳定性在热处理前后基本保持不变.     

乙二醇在氧化物增强Pd/C催化剂上的电化学氧化

研究了乙二醇在氧化物CeO2、NiO和Co3O4增强Pd/C催化剂上的碱性溶液中电化学氧化活性,结果显示虽然纯Pd/C催化剂对乙二醇的电化学氧化活性非常低以及抗催化剂毒化作用非常弱,其电化学性能远远比不上Pt/C催化剂。但添加氧化物CeO2、NiO和Co3O4后,Pd/C对乙二醇电化学氧化催化活性和抗毒化能力都得到大幅度提高,甚至超过商业催化剂E-TEKPt/C。三种氧化物增强Pd/C催化剂的电化学活性顺序为Pd-Co3O4(质量比为2︰1,以下同)/C>Pd-NiO(4︰1)/C>Pd-CeO2(1.3︰1)/C。     

氧化钛纳米管掺杂铂锡催化制备及性能

尝试将TiO2纳米管掺杂到应用于直接乙醇燃料电池阳极的低铂Pt-Sn/C催化剂中。采用电化学循环伏安扫描技术考察了其乙醇氧化活性,确定加入TiO2纳米管的最佳用量,同时结合X射线衍射和X射线光电子能谱对电催化机理进行初步分析。结果表明,掺杂TiO2纳米管后,Pt-Sn/C催化剂中Pt的晶格参数进一步扩张,并部分形成了Pt3-Sn结构。TiO2纳米管表面的羟基和吸附态氧,提供了更多含氧物种,使得更多的氧与金属成键,参与乙醇氧化中间产物的进一步氧化反应,提高了催化剂的抗毒化性能,加速铂表面活性位的再生,从而提高催化剂的乙醇氧化能力。     

Pt-MnO_2/C的制备及对乙醇电催化活性的研究

采用水热法制备了MnO2纳米棒,然后电沉积Pt合成了Pt-MnO2/C复合物.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MnO2的晶型和形貌进行了表征,并运用循环伏安(CV)法考察了Pt-MnO2/C在不同条件下对乙醇的电催化活性.实验结果表明,该催化剂在乙醇浓度为0.5 mol/L,H2SO4浓度为0.5 mol/L,电沉积Pt 40段时对乙醇的电催化活性最好.     

Pt-ZrO2/C催化剂对CO电氧化机理探讨

采用传统的浸渍还原法制备了Pt-ZrO2[20%Pt-ZrO2(质量分数)]催化剂并研究了其对CO电氧化的催化活性.CO溶出实验结果表明:ZrO2的加入使吸附在催化剂表面的CO氧化电位向低电位方向移动,有利于提高催化剂的抗CO中毒能力.利用平均场模型和RO-PG模型对吸附在Pt-ZrO2/C电极表面的CO氧化机理进行了模拟,结果表明在Pt-ZrO2/C电极表面吸附的CO氧化遵从平均场模型.     

碱性燃料电池中氢电极催化剂的研究

Ｐｔ是燃料电池中氢氧化所常用的一种催化剂。为了提高Ｐｔ的利用率,充分发挥Ｐｔ的催化性能,制备出高度分散、载量低的Ｐｔ／Ｃ催化剂。研究了Ｐｄ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｌａ对Ｐｔ／Ｃ催化剂的影响,并以各种催化剂制备成电极,测量了电极的极化曲线。发现Ｐｔ－Ｎｉ－Ｌａ／Ｃ是一种很好的氢电极催化剂。     

PtCr/C-Nafion 膜氧电极的电催化活性

氧还原电催化剂的研究对聚合物电解质膜燃料电池技术的发展具有极其重要的意义。实验表明某些碳载铂的二元合金可以改善聚合物电解质膜燃料电池中氧还原的电催化性能。本工作的目的是考察ＰｔＣｒ／Ｃ作为氧电极催化剂的活性。采用松木碳为载体和水合肼为还原剂,通过化学还原沉积法制得Ｐｔ／Ｃ和ＰｔＣｒ／Ｃ催化剂。通过涂层和热压得到催化剂－Ｎａｆｉｏｎ膜电极。用电流－电位极化和恒电流放电法研究了催化剂－Ｎａｆｉｏｎ膜电极的性能。与Ｐｔ／Ｃ－Ｎａｆｉｏｎ膜电极比较,ＰｔＣｒ／Ｃ－Ｎａｆｉｏｎ膜电极对氧的电化学还原显示出高的活性。热处理催化剂的活性比未热处理的高。ＸＲＤ分析结果表明,热处理催化剂活性的提高看来主要是由晶格结构改变的结果引起的。     

粘结剂对PtRu/C催化剂催化活性的影响

通过不同的电化学测试技术,考察了在碱性溶液中用不同浓度的3种常用粘结剂[硅溶胶(SiO2)、PTFE、Nafion]处理过的PtRu/C催化剂对甲醇、乙醇、甘油、乙二醇的电化学氧化。循环伏安和计时电位测试的结果证明,使用10%的硅溶胶催化剂的性能较好。     

The study on carbon nanotubes-supported Pt catalysts for PEMFC

Protonexchangemembranefuelcell (PEMFC)isoneofthefuelcellsdevelopedfastinrecentyears Inordertoloweritscost ,variousPt basedelectrocatalystsarepreparedtoincreasetheutilityandtoreducePtontheperunitareaoftheelectrode[1-3 ] Carbonnanotubes supportedPt (Pt/CNTs)catalystispreparedusingcar bonnanotubewithhighporosityandspecificsurfaceareaascarrierandiscomparedwithcarbon supported Pt (Pt/C)catalyst Becausecarbonnanotube (CNT )has particulardynamics ,electromagnetic ,physicalandchemicalperforman…