【摘 要】
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以清洁能源为燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)，有着室温可快速启动，效率高等优点，在电动车、便携电子设备等有着非常广阔的应用前景。由于Pt催化剂的成本过高以及催化剂的效率
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以清洁能源为燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)，有着室温可快速启动，效率高等优点，在电动车、便携电子设备等有着非常广阔的应用前景。由于Pt催化剂的成本过高以及催化剂的效率达不到商业化的标准限制了PEMFC的发展。因此，研究制备高活性、高稳定性而且低Pt量的电催化剂成为PEMFC技术突破的关键。 本论文通过无模板离子液体电沉积的方法，在碳纸上恒电位沉积制备亚微米Co纤维、SmCo合金纤维和SnCo合金纤维，将负载Co基体的碳纸浸入K2PtCl4溶液和抗坏血酸还原剂中置换Pt，最终制备PtCo、PtSmCo和PtSnCo复合催化剂。利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及X射线衍射(XRD)等方法对纤维催化剂的形貌和结构进行表征;并采用电化学工作站测量循环伏安曲线(CV)和线性伏安曲线(LSV)，计算电化学活性面积，质量比活性以及面积比活性，分析比较制备的催化剂的电催化活性;通过加速老化实验(ADT)前后的循环伏安曲线(CV)和线性伏安曲线(LSV)对比来评估制备的纤维催化剂的稳定性。 通过在CoCl2-EMIC(4∶6mol％)、SmCl3-CoCl2-EMIC(0.125∶4∶6mol％)和SnCl2-CoCl2-EMIC(0.5∶4∶6mol％)离子液体中，在碳纸上进行恒电位沉积，得到亚微米Co纤维、SmCo合金纤维及SnCo合金纤维的平均直径分别为300nm、200nm和80nm。将得到的Co基体在含有K2PtCl4溶液中进行置换反应，分别得到了低Pt含量的PtCo、PtSmCo及PtSnCo复合催化剂，后续热处理得到了PtCo合金催化剂。 电化学研究表明:当电位在0.85V时，PtSnCo0.5、PtSmCo0.65和PtCo合金催化剂的质量比活性分别是JM-Pt/C催化剂的1.3倍、20倍和9.5倍，其中稀土金属Sm的掺杂有效提高了催化剂的活性。500圈加速老化实验后，PtCo合金催化剂的质量比和面积比活性分别是JM-Pt/C催化剂的8.7倍和10.3倍，合金化有效提高了催化剂的稳定性。
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