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《碳納米管為載體的燃料電池催化劑研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、StudyofCatalystsSupportedonCarbonNanotubesforFuelCellAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringbySupervisor:Major:ChemicalEngineeringCollegeofChemicalandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2008重慶大學(xué)碩士
2、學(xué)位論文中文摘要摘要質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC)具有高效和潔凈等優(yōu)點(diǎn)，是有發(fā)展前途的一種電池，可廣泛用于移動(dòng)電源和便攜式電源。但是，由于PEMFC還面臨著催化劑價(jià)格昂貴、利用率低和其他的一些技術(shù)問(wèn)題，阻礙了商業(yè)化的進(jìn)程。目前，減少PEMFC中Pt催化劑的貴金屬Pt的負(fù)載量、提高Pt的利用率已經(jīng)成為該領(lǐng)域重要的研究方向。CNTs是一種新型的碳材料，具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)，高的比表面積，電阻低，耐腐蝕，良好的機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn)，是作為催化劑載體的理想選擇對(duì)象，催化劑和載體間的相互作用也影響著催化劑的性能。本論文通過(guò)強(qiáng)混酸超生氧化在碳納米管（CNTs）表面引入含氧
3、官能團(tuán)，在不添加任何還原劑的情況下，用自還原的方法將Pt顆粒催化還原到功能化的CNTs表面，對(duì)所制備的Pt催化電極性能及負(fù)載量，用循環(huán)伏安法（CV）、紅外光譜（FTIR）、X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）及分光光度法進(jìn)行了表征與檢測(cè)，初步的結(jié)果顯示：自還原制備的Pt/FMCNTs電極的電化學(xué)表面積和Pt的利用率均大于商業(yè)化的Pt/C電極（Pt的粒徑為3～4nm），且其對(duì)氧還原的催化活性明顯高于商業(yè)化的Johnson-matthey40wt%Pt/C電極。這主要是因?yàn)镻t顆粒在碳納米管表面的高分散度和Pt顆粒主要載于電化學(xué)活性點(diǎn)的緣故。本論文利用
4、兩種相同的原理，通過(guò)不同的工藝過(guò)程制備電極，結(jié)果顯示，兩種電極中催化劑本身的顆粒大小和分散程度沒有太大的變化，催化電極的性能主要與電極的制備工藝相關(guān)。優(yōu)化制備工藝參數(shù)，可以有效地提高Pt的利用率，本論文中催化性能最好的2催化電極中Pt的利用率為75.6%，電極上Pt含量為0.12mg/cm。關(guān)鍵詞：PEMFC，碳納米管，功能化，自還原，電催化，Pt/FMCNTs電極I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTProtonexchangemembranefuelcell(PEMFC)isoneofthemostpromisingcellsusedfort
5、ransportationandportablepowersourcesforithasprominentmeritssuchashighefficiency,cleannessandetal.However,theintolerablecostandpoorcatalysisofthecatalystPtcurrentlyusedinPEMFC,togetherwithothertechnicalproblems,blockPEMFCfromcommercialization.Atpresent,mostofworkhasbeendevotedtoin
6、creasetheutilizationofplatinum(Pt)catalystsandthustolowerthecatalystusage.CNTsasanewformofcarbon,havereceivedresearchers’attentionduetotheiruniquestructural,electronicandmechanicalproperties.TheuseofCNTsasalternativesupportsforpreparationofcatalystsforlow-temperaturefuelcellshasn
7、aturallystimulatedsignificantinterestamongresearchers.Inrecentyearstherehasbeenaprogressintheunderstandingofthatthecatalyst-supportinteractionplaysafundamentalroleintheperformanceofcatalyst.Inthispaper,CNTswerefunctionalizedbymix-acidoxidation.Theoxygen-containingfunctionalgroups
8、wouldbeintroducedontheCNTdefectsites.The
