DMFC陽極TiO 2 載Pt催化劑的制備及電催化性能研究
發(fā)布時間:2022-01-04 08:30
直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率和環(huán)境友好等優(yōu)點,在便攜式電子產(chǎn)品及車載動力領域有著良好的應用前景。Pt基催化材料是目前對甲醇氧化最為有效的DMFC陽極催化劑。但Pt基催化劑易被甲醇氧化的中間產(chǎn)物所毒化而導致催化效率低,以及活性組分在制備過程中的團聚所導致的催化劑利用率低,是阻礙DMFC商業(yè)化的原因之一。在保持用量的前提下,如何提高Pt基負載型催化劑的活性及利用率是DMFC研究的重要方面之一。本文以Pt為活性組分,TiO2為載體,Ti片為基底,通過優(yōu)化制備過程以及對載體進行功能化設計,采用熱解法制備TiO2載Pt催化劑(Pt/TiO2/Ti),并對其物相形貌和電催化性能進行了表征;赥iO2材料的光催化特性,本文同時還考慮了光照對上述催化劑性能的影響。具體研究內(nèi)容如下:(1)通過在Pt的前驅(qū)液中添加羥丙基纖維素(Hydroxy Propyl Cellulose,HPC)或羥丙基甲基纖維素(Hydroxypropyl Methyl...
【文章來源】:重慶理工大學重慶市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
DMFC的工作原理圖
重慶理工大學碩士學位論文種,利于毒中間產(chǎn)物的清除[70]。Fan[52]等采用由二維納構(gòu)的 SnO2團狀物(Hierarchical Structure SnO2,HS-SnO制備出 Pt/HS-SnO2催化劑。相比商用 Pt/C,由于 HS-S形貌對活性組分的促進作用,促使 Pt 能釋放出更多的活現(xiàn)出更優(yōu)的催化性能。體形貌對催化劑性能的影響,Zhang[71]等采用水熱法合rod,n-SnO2)以及由 SnO2納米棒所構(gòu)成的花狀 SnO2(Flo1.3 所示)載體,然后將 Pt 顆粒沉積其上而獲得 Pt/n-S者認為,除電子效應和雙功能機理外,f-SnO2載體的多維射狀通道對傳質(zhì)和液封效應的極大改善,是 Pt/f-SnO2的 Pt/C 的原因。
圖 1.4 Mo2C 納米管的透射電鏡圖[90]Figure.1.4 TEM images of Mo2Cnanotubes[90]化物的金屬氮化物載體有 TiN、CrN、VN、NbTiN、TiMoN的一類金屬氮化物載體。Patel[91]等通過低溫氨解 TiCl4的28m2/g 的 TiN 載體,然后采用溶膠凝膠法將粒徑為 3-5 n上而獲得 PtRu/TiN 催化劑。測試結(jié)果顯示,該催化劑 PtRu/C(JM)的 1.7 倍和 2 倍,其對 MOR 的催化活性相時,在長達 24 小時的計時電流測試中,PtRu/C(JM)在%,而PtRu/TiN的損失僅為7%,表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。另的單電池的峰值功率密度達到了 32.6 mW/cm2(0.55V)化劑提高了 56%。究其原因,PtRu/TiN 催化劑活性的提導電性、助催化作用以及與 PtRu 活性組分間的強相互作
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中空樹枝狀三氧化鎢載鉑催化劑對甲醇的電催化氧化性能研究[J]. 周陽,胡仙超,劉喜慧,屈慧男,溫和瑞,余長林. 燃料化學學報. 2015(02)
[2]石墨烯制備新技術(shù)及其在燃料電池催化劑中的應用[J]. 譚習有,黎華玲,彭洪亮,鐘軼良,廖世軍. 化工進展. 2013(S1)
[3]直接甲醇燃料電池Pt基陽極催化劑的研究進展[J]. 王宗花,史國玉,夏建飛,張菲菲,夏延致,李延輝,夏臨華. 化學學報. 2013(09)
[4]直接甲醇燃料電池關鍵材料與技術(shù)[J]. 王新東,謝曉峰,王萌,劉桂成,苗睿瑛,王一拓,閻群. 化學進展. 2011(Z1)
[5]直接甲醇燃料電池陽極催化劑研究進展[J]. 羅遠來,梁振興,廖世軍. 催化學報. 2010(02)
[6]直接甲醇燃料電池陽極催化劑的研究進展[J]. 鞠劍峰,吳東輝. 化工進展. 2009(04)
[7]直接甲醇燃料電池PtSn/C催化劑對甲醇氧化的電催化活性[J]. 陳玲,李晶晶,欒曉東,葉鋒,王新東. 北京科技大學學報. 2007(10)
[8]四元甲醇氧化電催化劑的組合化學法篩選[J]. 孫延先,尹鴿平,褚德威. 電源技術(shù). 2006(04)
[9]燃料電池概述[J]. 劉建國,孫公權(quán). 物理. 2004(02)
[10]燃料電池現(xiàn)狀與未來[J]. 衣寶廉. 電源技術(shù). 1998(05)
本文編號:3568041
【文章來源】:重慶理工大學重慶市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
DMFC的工作原理圖
重慶理工大學碩士學位論文種,利于毒中間產(chǎn)物的清除[70]。Fan[52]等采用由二維納構(gòu)的 SnO2團狀物(Hierarchical Structure SnO2,HS-SnO制備出 Pt/HS-SnO2催化劑。相比商用 Pt/C,由于 HS-S形貌對活性組分的促進作用,促使 Pt 能釋放出更多的活現(xiàn)出更優(yōu)的催化性能。體形貌對催化劑性能的影響,Zhang[71]等采用水熱法合rod,n-SnO2)以及由 SnO2納米棒所構(gòu)成的花狀 SnO2(Flo1.3 所示)載體,然后將 Pt 顆粒沉積其上而獲得 Pt/n-S者認為,除電子效應和雙功能機理外,f-SnO2載體的多維射狀通道對傳質(zhì)和液封效應的極大改善,是 Pt/f-SnO2的 Pt/C 的原因。
圖 1.4 Mo2C 納米管的透射電鏡圖[90]Figure.1.4 TEM images of Mo2Cnanotubes[90]化物的金屬氮化物載體有 TiN、CrN、VN、NbTiN、TiMoN的一類金屬氮化物載體。Patel[91]等通過低溫氨解 TiCl4的28m2/g 的 TiN 載體,然后采用溶膠凝膠法將粒徑為 3-5 n上而獲得 PtRu/TiN 催化劑。測試結(jié)果顯示,該催化劑 PtRu/C(JM)的 1.7 倍和 2 倍,其對 MOR 的催化活性相時,在長達 24 小時的計時電流測試中,PtRu/C(JM)在%,而PtRu/TiN的損失僅為7%,表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。另的單電池的峰值功率密度達到了 32.6 mW/cm2(0.55V)化劑提高了 56%。究其原因,PtRu/TiN 催化劑活性的提導電性、助催化作用以及與 PtRu 活性組分間的強相互作
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中空樹枝狀三氧化鎢載鉑催化劑對甲醇的電催化氧化性能研究[J]. 周陽,胡仙超,劉喜慧,屈慧男,溫和瑞,余長林. 燃料化學學報. 2015(02)
[2]石墨烯制備新技術(shù)及其在燃料電池催化劑中的應用[J]. 譚習有,黎華玲,彭洪亮,鐘軼良,廖世軍. 化工進展. 2013(S1)
[3]直接甲醇燃料電池Pt基陽極催化劑的研究進展[J]. 王宗花,史國玉,夏建飛,張菲菲,夏延致,李延輝,夏臨華. 化學學報. 2013(09)
[4]直接甲醇燃料電池關鍵材料與技術(shù)[J]. 王新東,謝曉峰,王萌,劉桂成,苗睿瑛,王一拓,閻群. 化學進展. 2011(Z1)
[5]直接甲醇燃料電池陽極催化劑研究進展[J]. 羅遠來,梁振興,廖世軍. 催化學報. 2010(02)
[6]直接甲醇燃料電池陽極催化劑的研究進展[J]. 鞠劍峰,吳東輝. 化工進展. 2009(04)
[7]直接甲醇燃料電池PtSn/C催化劑對甲醇氧化的電催化活性[J]. 陳玲,李晶晶,欒曉東,葉鋒,王新東. 北京科技大學學報. 2007(10)
[8]四元甲醇氧化電催化劑的組合化學法篩選[J]. 孫延先,尹鴿平,褚德威. 電源技術(shù). 2006(04)
[9]燃料電池概述[J]. 劉建國,孫公權(quán). 物理. 2004(02)
[10]燃料電池現(xiàn)狀與未來[J]. 衣寶廉. 電源技術(shù). 1998(05)
本文編號:3568041
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