直接乙醇燃料電池作為一種綠色環(huán)保的能源轉(zhuǎn)化裝置,由于能量轉(zhuǎn)化效率高、比功率與比能量高等突出特點(diǎn),受到廣泛的關(guān)注。但仍然存在催化劑的性能不足、成本過(guò)高等問(wèn)題制約其發(fā)展。因此,制備高催化活性和穩(wěn)定性的催化劑,以及降低催化劑的成本是實(shí)現(xiàn)直接乙醇燃料電池商業(yè)化的關(guān)鍵步驟之一。本課題從催化劑元素、結(jié)構(gòu)等方面展開研究工作。選取親氧性金屬鎳和錫作為助催化金屬,制備二元及三元鈀基金屬催化劑,并構(gòu)建中空多孔結(jié)構(gòu)或負(fù)載型催化劑。并對(duì)所制備的催化劑進(jìn)行物化性能表征和乙醇氧化電化學(xué)性能評(píng)價(jià)。主要包括以下兩個(gè)方面:(1)采用犧牲模板法和電流置換法相結(jié)合成功制備了中空多孔PdSnNi納米催化劑。使用二氧化硅微球作為硬模板制備空心鎳納米微球,與金屬前驅(qū)體溶液發(fā)生電流置換反應(yīng)制備H-PdSnNi催化劑。HR-TEM結(jié)果表明成功合成了具有納米通道的H-PdSnNi催化劑,并且鈀、錫、鎳元素分布均勻。堿性條件下的電化學(xué)性能測(cè)試表明所制備的H-PdSnNi催化劑具有優(yōu)異的乙醇催化氧化性能。其氧化活性比Pd/C(JM)催化劑高很多,穩(wěn)定性測(cè)試后剩余電流密度是Pd/C(JM)的7.1倍。(2)采用微波輔助多元醇法和原位還原法相...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 直接乙醇燃料電池(DEFC)
        1.1.1 DEFC的工作原理
        1.1.2 DEFC的優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)
    1.2 DEFC陽(yáng)極催化劑的研究
        1.2.1 Pt和Pd對(duì)乙醇的催化氧化機(jī)理
        1.2.2 陽(yáng)極催化劑有效元素的研究
    1.3 催化劑性能的研究及其影響因素
        1.3.1 催化劑的形貌結(jié)構(gòu)
        1.3.2 催化劑載體
        1.3.3 催化劑合成方法
        1.3.4 新型的催化劑的研究及制備方法
    1.4 課題提出
第二章 實(shí)驗(yàn)材料和表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 表征及測(cè)試
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X-射線衍射(XRD)
        2.3.4 能譜分析(EDX)
        2.3.5 X-射線光電子能譜(XPS)
        2.3.6 工作電極的準(zhǔn)備
        2.3.7 循環(huán)伏安法(CV)和計(jì)時(shí)電流法(CA)
第三章 中空多孔PdSnNi催化劑的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 中空多孔PdSnNi催化劑的制備
        3.1.1 Au/SiO₂微球的制備
        3.1.2 空心多孔鎳球的制備
        3.1.3 中空多孔PdSnNi納米微球催化劑的制備
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 金納米粒子和空心鎳球的形貌表征
        3.2.2 中空多孔PdSnNi納米復(fù)合物的表征
        3.2.3 中空多孔PdSnNi納米復(fù)合物的電化學(xué)性能表征及分析
    3.3 小結(jié)
第四章 PdSn/CNT負(fù)載型催化劑的制備及性能研究
    4.1 PdSn/CNT負(fù)載型催化劑的制備
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 PdSn/CNT催化劑的表征
        4.2.2 PdSn/CNT催化劑的電化學(xué)性能表征
    4.3 小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表論文情況
致謝



本文編號(hào)：3765491