發(fā)布時(shí)間：2017-12-01 17:04

  本文關(guān)鍵詞：直接甲酸燃料電池陽(yáng)極Pd基催化劑的性能研究

  更多相關(guān)文章： 直接甲酸燃料電池 Pd催化劑 甲酸氧化 電催化性能 穩(wěn)定性

【摘要】：近年來(lái),由于甲酸具有無(wú)毒、不易燃、氧化性能好以及對(duì)Nafion膜的滲透率低等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。對(duì)直接甲酸燃料電池(DFAFCs)陽(yáng)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(guò)多年研究發(fā)現(xiàn),用Pd基復(fù)合陽(yáng)極催化劑的DFAFCs存在一些問(wèn)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(jìn)陽(yáng)極Pd催化劑的甲酸電催化氧化性能對(duì)DFAFCs的發(fā)展具有重要的理論和實(shí)際意義。本文創(chuàng)新性地采用以下三種方法來(lái)提高鈀催化劑對(duì)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(duì)甲酸氧化的電催化性能在堿性條件下,利用多元醇簡(jiǎn)單合成了三維納米網(wǎng)狀Pd-Sn金屬間化合物(Pd-Sn-INNs),通過(guò)TEM、EDX、XRD和XPS等一系列手段對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)、粒徑以及組分進(jìn)行了詳細(xì)表征。電化學(xué)測(cè)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?dú)w功于Pd-Sn-INNs金屬間化合物具有獨(dú)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(diǎn)。2.表面功能化的Pd-Co納米粒子對(duì)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(fù)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(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,Pd-Co納米粒子的表面修飾可以提高對(duì)甲酸的電催化性能。3.多孔Pd納米棒對(duì)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(guò)HRTEM、XRD和EDS等手段進(jìn)行了表征。電化學(xué)測(cè)試表明Pd-PNs對(duì)甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于商業(yè)化鈀催化劑,CO溶出伏安曲線(xiàn)測(cè)試也表明其具有出色的抗CO毒化能力,這主要?dú)w功于Pd-PNs獨(dú)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM911.4

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本文編號(hào)：1241801