直接乙醇燃料電池(DEFC)采用乙醇作為燃料,乙醇來源廣泛,可由生物質發(fā)酵制得,是一種可再生的能源,同時DEFC在體積、能量密度及工作環(huán)境方面較其他燃料電池有著明顯的優(yōu)勢,已經引起了研究者的廣泛關注。電催化劑是燃料電池的關鍵材料之一,現(xiàn)在使用最為廣泛的是碳載鉑基(Pt/C)催化劑,然而由于該類催化劑價格昂貴且資源匱乏嚴重制約了燃料電池的推廣。因此,開發(fā)出新型的價格低廉、高催化性能及高穩(wěn)定性的催化劑成為當今研究焦點。鈀(Pd)在自然界含量較Pt更為豐富,在堿性介質中對乙醇氧化反應表現(xiàn)出更高的電催化劑活性,本論文利用浸漬共還原法制備出Pd基陽極催化劑,主要考察了活性炭預處理、金屬前驅體加入順序對Pd-Ni/C合金催化劑的性能的影響。結果表明,通過利用HN0₃溶液對XC-72活性炭進行預處理,可以增加活性炭的孔層結構,增大活性炭的比表面積,提高催化劑的負載量,在電化學測試中負載在預處理過活性炭上的催化劑能夠表現(xiàn)出更高的催化性能,循環(huán)伏安測試的乙醇氧化峰值是未處理活性炭為載體催化劑的2.04倍。通過用異丙醇為溶劑,檸檬酸鈉為穩(wěn)定劑和NaBH₄為還原劑...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文的主要創(chuàng)新點
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池簡介
        1.1.2 燃料電池工作原理及分類
        1.1.3 燃料電池的結構構成
        1.1.4 燃料電池的優(yōu)點
    1.2 燃料電池催化劑制備方法
        1.2.1 浸漬-液相還原法
        1.2.2 微乳液法
        1.2.3 溶膠-凝膠法
        1.2.4 電化學沉積法
        1.2.5 氣相沉積法
        1.2.6 微波法
    1.3 直接乙醇燃料電池研究進展
        1.3.1 直接乙醇燃料電池簡介
        1.3.2 直接乙醇燃料電池乙醇氧化機理
    1.4 幾種常見陽極催化劑簡介
        1.4.1 Pt基催化劑
        1.4.2 Pd基催化劑
        1.4.3 非貴金屬催化劑
    1.5 直接乙醇燃料電池陽極催化劑研究現(xiàn)狀
    1.6 本論文的主要研究目的及內容
        1.6.1 本論文的研究目的和意義
        1.6.2 本論文的研究思路與具體內容
第二章 實驗材料與實驗方法
    2.1 實驗試劑與材料
    2.2 實驗儀器
    2.3 表征與測試方法
        2.3.1 X射線光電子能譜實驗(XPS)
        2.3.2 X-射線衍射實驗(XRD)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 循環(huán)伏安法
        2.3.5 計時電流法
第三章 還原法制備Pd-Ni/C陽極催化劑及其修飾
    3.1 引言
    3.2 Valcan XC-72預處理
    3.3 CeO₂納米粒子的制備
        3.3.1 Pd₂Ni₃/C(未處理過的活性炭)催化劑制備
        3.3.2 Pd₂Ni₃/C(預處理過的活性炭)催化劑制備
        3.3.3 添加CeO₂納米粒子的Pd₂Ni₃/C(預處理過的活性炭)催化劑制備
        3.3.4 Pd_core-Ni_shell/C及Ni_core-Pd_shell/C催化劑制備
    3.4 不同Pd₂Ni₃/C催化劑的電化學性能表征
        3.4.1 玻炭電極的預處理
        3.4.2 電極催化層的制備
        3.4.3 電化學實驗裝置
        3.4.4 循環(huán)伏安和計時電流測試步驟
第四章 共還原法制備Pd-Ni/C陽極催化劑表征
    4.1 循環(huán)伏安測試
    4.2 乙醇濃度對循環(huán)伏安的影響
    4.3 活性炭預處理對催化劑的影響
        4.3.1 循環(huán)伏安測試
        4.3.2 XRD測試
        4.3.3 TEM測試
    4.4 CeO₂對催化劑的影響
    4.5 小結
第五章 分步還原法制備Pd-Ni/C陽極催化劑與共還原法的比較
    5.1 催化劑的結構表征
        5.1.1 XPS測試
        5.1.2 XRD測試
        5.1.3 TEM測試
    5.2 催化劑的電催化性能
        5.2.1 循環(huán)伏安測試
        5.2.2 計時電流測試
    5.3 小結
第六章 結論
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3741860