燃料電池已被證明是一種極具潛力的清潔能源設備,其中,質子交換膜燃料電池（PEMFC）備受關注。它有不同的燃料供給方式:來自高壓罐的氫氣,通過將甲醇或乙醇等重整制備的氫氣或者直接用甲醇、乙醇等作為燃料。直接使用甲醇、乙醇等液體燃料不僅避開了重整制氫的繁瑣過程,也減少了儲氫過程中質量能量密度的損失,因此直接甲醇燃料電池的研發(fā)與應用日益受到科研工作者的關注。雖然在過去幾十年中其技術取得了巨大進步,但仍然有許多技術難題阻礙著其商業(yè)化進程,其中,高效催化劑的大規(guī)模制備是其核心問題之一。本文旨在提高燃料電池電催化劑的活性和鉑的利用率,通過摻雜各種過渡金屬（例如Ni,Cu,Fe等）,以優(yōu)化鉑基催化劑的晶體結構及其電子結構。首先采用化學鍍法使鎳-磷合金（Ni-P）均勻地附著在碳納米管（CNT）表面,制備出分散均一的中間體Ni-P/CNT。隨后通過置換反應部分置換掉Ni,制備出雙金屬催化劑Pt^Ni-P/CNT。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）對催化劑進行了表征。并將其與商業(yè)鉑碳催化劑（Pt/C）進行對比,評估了其甲醇氧化和對析氫反... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

直接甲醇燃料電池工作原理

圖 3-1 Pt^Ni-P/CNT 的制備流程圖Fig 3-1 Schematic for the synthesis of Pt^Ni-P/CNT.1 催化劑的形貌分析圖 3-2 是商業(yè) CNT（已進行初步的酸化處理）、Ni-P/CNT 和 Pt^Ni-P/CNT-A 的從圖 3-2a 中可以看出，外徑為 30~50 nm 的碳納米管尺寸均一。從圖 3-2b 和可以發(fā)現(xiàn)經過化學鍍后，Ni-P 納米顆粒均勻地分散在 CNT 上，應該注意的是有較強的鐵磁性，易發(fā)生團聚現(xiàn)象，而傳統(tǒng)的 Ni-P 化學鍍工藝為生產分布均P 納米顆粒提供了可行性。從圖 2d 中可觀察到 Pt^Ni-P/CNT-A 還保留著與 Ni-P的結構（化學置換反應可以按照方程式 2Ni+Pt4+=Pt+2Ni2+持續(xù)進行）。與圖 3-c 相比，在圖 3-2d 中觀察到的顆粒較小。這可以解釋為 Ni-P 顆粒在置換反應后碎成較小的顆粒。SEM-EDX 的元素 mapping 分析如圖 3-2e 和 3-2f 所示。圖中的能量色散 X 射線光譜（EDX）顯示了 Ni、Pt 和 P 的存在。此外，圖 3-2f

是Ni-P/CNT(a,b)和Pt^Ni-P/CNT-A(c-e)的TEM圖以及Pt^Ni-P/CNT-A的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]質子交換膜燃料電池非鉑電催化劑研究進展[J]. 聶瑤,丁煒,魏子棟.  化工學報. 2015(09)



本文編號：2905758