本文關(guān)鍵詞：直接甲酸燃料電池陽極Pd基催化劑的性能研究

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【摘要】：近年來,由于甲酸具有無毒、不易燃、氧化性能好以及對Nafion膜的滲透率低等優(yōu)點而備受關(guān)注。對直接甲酸燃料電池(DFAFCs)陽極鈀催化劑的研究主要集中在制備方法和改變催化劑載體上。但是經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn),用Pd基復(fù)合陽極催化劑的DFAFCs存在一些問題：其一,Pd催化劑的電催化穩(wěn)定性差。其二,Pd易溶于酸。因此,改進陽極Pd催化劑的甲酸電催化氧化性能對DFAFCs的發(fā)展具有重要的理論和實際意義。本文創(chuàng)新性地采用以下三種方法來提高鈀催化劑對直接甲酸燃料電池的電催化性能：1.三維網(wǎng)狀Pd-Sn金屬間化合物對甲酸氧化的電催化性能在堿性條件下,利用多元醇簡單合成了三維納米網(wǎng)狀Pd-Sn金屬間化合物(Pd-Sn-INNs),通過TEM、EDX、XRD和XPS等一系列手段對其形貌、結(jié)構(gòu)、粒徑以及組分進行了詳細表征。電化學(xué)測試結(jié)果表明,與商業(yè)化的Pd催化劑相比較,Pd-Sn-INNs具有較高的電催化活性,這主要歸功于Pd-Sn-INNs金屬間化合物具有獨特的電子效應(yīng)和其納米鏈狀結(jié)構(gòu)中較多的電催化活性位點。2.表面功能化的Pd-Co納米粒子對甲酸氧化的電催化性能利用直接熱分解法制得了油胺功能化的Pd-Co納米粒子(Pd-Co-OAm)和油酸功能化的Pd-Co納米粒子(Pd-Co-OA)。所得Pd-Co-OAm在酸性介質(zhì)中表現(xiàn)出優(yōu)良的甲酸氧化電催化活性和抗毒化能力,這可能是由于Pd-Co-OAm與O2分子之間的靜電吸引作用和油胺吸附層的空間位阻效應(yīng)。而帶負電荷的Pd-Co-OA催化劑與O2分子之間存在靜電排斥作用,使其產(chǎn)生了抑制氧還原性能的現(xiàn)象。實驗結(jié)果顯示,Pd-Co納米粒子的表面修飾可以提高對甲酸的電催化性能。3.多孔Pd納米棒對甲酸氧化的電催化性能利用甲酸溶液做還原劑,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,合成了一種多孔Pd納米棒(PNs)。所得Pd-PNs的形貌、結(jié)構(gòu)、粒徑以及組成通過HRTEM、XRD和EDS等手段進行了表征。電化學(xué)測試表明Pd-PNs對甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性遠遠優(yōu)于商業(yè)化鈀催化劑,CO溶出伏安曲線測試也表明其具有出色的抗CO毒化能力,這主要歸功于Pd-PNs獨特的多孔結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM911.4

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本文編號：1241801