【摘 要】
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直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具有燃料来源丰富、价格便宜、易存储与运输，重量轻、体积小、结构简单、能量效率高、污染小等优点而被广泛关注，在移动电源、电动汽车等领域具有广
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直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具有燃料来源丰富、价格便宜、易存储与运输，重量轻、体积小、结构简单、能量效率高、污染小等优点而被广泛关注，在移动电源、电动汽车等领域具有广阔的发展前景。然而DMFC的性能与电催化剂的分散性及颗粒大小密切相关，与催化剂载体材料也有直接关系。纳米碳管，由于其优良的电性能、高比表面积等特点，作为催化剂载体的应用日益受到重视。本论文将铂纳米颗粒担载于纳米碳管表面，制备了碳纳米管载纳米铂DMFC阳极催化剂，并研究了该类催化剂在甲醇溶液中的电化学性能。论文主要进行了以下几个方面的工作：
(1)采用溶胶凝胶法在乙二醇中制备Pt纳米粒子，该方法不需复杂的促进剂、稳定剂和保护剂，操作简单，粒子长期稳定存在，放置几个月也不会团聚，通过透射电镜和光电子能谱检测，Pt颗粒大小约为3nm，尺寸小且均匀分布；
(2)应用电化学和热分析方法考察了VulcanXC-72碳黑和不同管径，不同长度的碳纳米管的，寻找到稳定性最佳的催化剂载体材料；
(3)采用两步氧化法对多壁碳纳米管进行表面功能化处理，应用红外光谱检测发现表面附有一定量的羟基，羰基团。电化学测试和其它物理化学表征证明这些处理对碳纳米管具有很大的影响，有利于铂纳米粒子在碳纳米管惰性表面组装上去。
(4)研究了真空加热处理对Pt/C电催化剂中Pt晶粒的粒径及其晶体结构，电催化性能的影响，结果表明适当加热处理可以提高电催化活性。
(5)首次通过组装铂纳米粒子和功能化碳纳米管制备出Pt/CNTs催化剂。半电池测试，在0.6V(vs.SCE)/30℃测得其峰电流为36.8mA/mg(Pt)，比Pt/C催化剂高16.8mA/mg。结果证明Pt/CNTs催化剂比用碳黑作载体的催化活性要好。
以上结果对直接甲醇燃料电池的研究有重要的指导意义。所提出的声化学组装催化剂制备工艺以及新型载体设计具有直接的开发应用价值。
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