C2醇（含乙醇和乙二醇）有機(jī)小分子作為燃料具有能量密度高、低毒性及生物質(zhì)可再生等優(yōu)點(diǎn),在電化學(xué)能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化方面應(yīng)用前景廣闊。然而,實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化所需的C2醇電氧化反應(yīng)動(dòng)力遲緩、電子轉(zhuǎn)移數(shù)不高,致使相關(guān)燃料電池的比能量和比功率不高。同時(shí)所依賴的貴金屬Pt和Pd基催化劑的質(zhì)量活性和穩(wěn)定性較低,嚴(yán)重制約了C2醇類燃料電池的實(shí)用化。目前研究表明,相對于酸性介質(zhì)中的C2醇分子電氧化,堿性介質(zhì)中的相關(guān)反應(yīng)動(dòng)力較為迅速,同時(shí)堿性介質(zhì)對催化劑、載體的腐蝕性較小,而且醇分子在堿性陰離子交換膜中的滲透率低。更為重要的是,堿性介質(zhì)中,Pd對C2醇電氧化具有與Pt可比擬的活性,有望替代Pt成為主催化金屬。因此,在認(rèn)識(shí)C2醇的氧化機(jī)理上,創(chuàng)制針對堿性介質(zhì)的高效Pd基催化劑,對促進(jìn)C2醇在清潔能源轉(zhuǎn)化利用方面具有重要意義。在本工作中,首先系統(tǒng)比較Pt、Pd材料在堿性環(huán)境中對C2醇有機(jī)小分子的電氧化行為,明確了Pt、Pd基催化劑材料各自的優(yōu)劣點(diǎn)。然后,以C2醇電氧化機(jī)理為指導(dǎo),結(jié)合催化劑設(shè)計(jì)的一般原則,通過引入異種元素形成合金的方式,合理改性Pd基催化劑。主要研究內(nèi)容如下:·堿性介質(zhì)中C2醇分子在碳載Pd和Pt上電... 

【文章來源】：上海電力大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

氫氧質(zhì)子交換膜燃料電池示意圖

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過程重要中間體的研究，CO 被認(rèn)為是該路徑的重要反應(yīng)中間體，然而在個(gè)研究小組中存有一定的爭議。Koper 和 Lai 等人為重要的中間體。而 Christensen 等人[30]則認(rèn)為-Pt 是 C2 路徑生成乙酸根的直接中間體，并就 C1 的中間體 Pts-CH2-C(=O)-O-Pts。Behm 小組[31]通過系中 Pt 電極上的乙醇電氧化過程進(jìn)行研究，對比了CD2OH）的氧化行為提出乙酰才是真正的中間體。ATR-SEIRAS 研究了酸性環(huán)境中多晶 Pt 電極表面的乙�？赡苁欠磻�(yīng)過程中的一個(gè)重要中間體。而技術(shù)研究堿性條件下乙醇在 Pd 膜電極上的氧化機(jī)理）證實(shí)了反應(yīng)中間體為 α-C 位連續(xù)脫氫的生成的乙酰乙酰斷裂 C-C 鍵解離生成生成 C1 物種，如 COad及被氧化為 CO2[33]。整個(gè)反應(yīng)的歷程如圖 1.3 示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]問道燃料電池[J]. 衣寶廉,侯明,明平文.  中國經(jīng)濟(jì)和信息化. 2014(10)
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[3]直接乙醇燃料電池催化劑的研究進(jìn)展[J]. 徐群杰,劉明爽,李巧霞,周羅增.  上海電力學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(03)
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博士論文
[1]堿性溶液中醇分子和離子液體中CO電催化吸附與反應(yīng)的表面紅外光譜研究[D]. 陽耀月.復(fù)旦大學(xué) 2014
[2]甲酸電氧化的鈀基催化劑及表面紅外光譜研究[D]. 張涵軒.復(fù)旦大學(xué) 2013

碩士論文
[1]鈀電催化劑上C2醇氧化的結(jié)構(gòu)效應(yīng)及紅外光譜研究[D]. 馬憲印.上海電力學(xué)院 2018
[2]直接乙醇燃料電池：鉑基和鈀基電催化劑的研究[D]. 安麗娟.石河子大學(xué) 2015



本文編號：3593397