论文部分内容阅读
随着世界现代工业的迅猛发展,自然界所能供给能源的日渐枯竭,而且环境污染的日益严重,燃料电池作为一种清洁、高效、安全的新能源,显示出了广阔和诱人的市场开发前景。近几年来,燃料电池研究主要集中在阴极催化剂,因为阴极氧还原反应(ORR)的反应速率,相较于阳极氢氧化(HOR)要慢得多,这使得阴极还需要大量的Pt才能保证阴极反应的速率。由于,铂资源匮乏,价格昂贵,易因CO中毒而失活,这些严重限制了燃料电池的商业化进程。为了降低催化剂成本,改善催化剂性能,合金化或核壳技术是一种非常有效的手段,它可以有效地降低Pt负载量、提高Pt利用率,还可以通过其他金属引入,来改善Pt的电子结构提高催化性能。本文采用共还原法制备出核壳结构的Au@Pd纳米粒子,再负载在多壁碳纳米管表面,制备出Au@Pd/MWCNTs催化剂。运用XRD、TEM及XPS等表征手段分析Au@Pd/MWCNTs催化剂表明:小尺寸(-5rnm)的Au@Pt纳米颗粒均匀分散在多壁碳纳米管表面。电化学测试结果表明:Au@Pd/MWCNTs催化剂的ORR催化活性随着Au含量的增加而提高。利用浸渍还原法制备的不同比例的PtNi/MWCNTs合金催化剂,XRD,TEM,XPS测试表明我们得到了小尺寸,分散性均匀的PtNi合金催化剂。电化学研究结果表明:碱性电解液中,PtNi合金催化剂的面积活性随着Ni含量的增加而降低。相反在酸性电解液中,PtNi合金催化剂的面积活性随着Ni含量的增加而增大。但是在酸性电解液中,PtNi合金催化剂的稳定性却比不上碱性电解液中。此外,通过甲基橙改性Au纳米胶体,然后将其负载在MWCNTs上,最终得到Au/MWCNTs催化剂。TEM和XRD分析表明Au纳米粒子直径为3-6nm,且Au纳米粒子分散均匀。电化学测试表明:甲基橙改性Au纳米粒子后,合成Au/MWCNTs催化剂对CH3OH氧化的电催化活性,相较于没有经过甲基橙改性的Au/MWCNTs明显增强。说明甲基橙改性Au纳米粒子,能够为Au与MWCNTs的连接及分散起到关键作用。并且甲基橙Au纳米粒子后,合成的Au/MWCNTs催化剂活性随着甲基橙含量的增加是呈现“火山型”变化的。