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《淺議dmfc負(fù)載型鉑基陽極催化材料的制備及研究》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。
1、分類號(hào)：0643．6題】82595單位代碼：10005學(xué)號(hào)：B200605012密級(jí)：公開北京工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文英文并列專業(yè)：巫縫型堂導(dǎo)師姓名：夏定國研究方向：巫縫魚絲堂職稱：熬援論文報(bào)告提交日期至Q!Q生3旦學(xué)位授予日期2Q!Q生魚旦授予單位名稱和地址j￡童王些盔堂j量室壹塑圈匡堊丕園!QQ曼噬亟緝塑!!QQ12壘{／㈣獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位
2、或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：日期：關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。簽名：監(jiān)導(dǎo)師簽名：觚日期：摘要曼詈I一一一一一一一一；
3、1量曼曼舅摘要直接甲醇燃料電池(DMFC)結(jié)構(gòu)簡單、比能量高、低污染，在小型可移動(dòng)電源方面具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，陽極催化劑CO中毒、電極反應(yīng)低動(dòng)力學(xué)速率及陰極的甲醇
4、滲透等問題，嚴(yán)重制約了DMFC的商業(yè)應(yīng)用。本文通過系列實(shí)驗(yàn)，探討了DMFC負(fù)載型鉑基陽極催化劑對(duì)甲醇氧化的電催化性能，為DMFC的進(jìn)一步應(yīng)用提供科學(xué)的理論支撐和技術(shù)支持。本論文分別采用抗壞血酸、NaBH4、乙二醇、NaH2P02為還原劑，通過化學(xué)還原法，制備得到Pt、AuPt、PtRu及PtRuP納米顆粒，并從載體材料的選擇入手，分別選擇玻碳、碳納米管，Mn02和聚合鈷卟啉作為載體，制備負(fù)載型復(fù)合催化劑。采用X．射線衍射譜(XRD)、X．射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能譜(EDS)等對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征
5、，并用電化學(xué)方法研究催化劑對(duì)甲醇氧化的電催化性能。1．本文以含有功能基團(tuán)的有機(jī)化合物巰基乙酸為偶聯(lián)層，以抗壞血酸為還原劑，在玻碳(GC)基底上均勻沉積、高負(fù)載的Pt納米顆粒。制備的Pt／巰基乙酸／GC電極對(duì)甲醇氧化具有較好的電催化性能，其納米顆粒負(fù)載情況及電催化性能與溶液中H2PtCl6濃度、保護(hù)劑PVP濃度及組裝時(shí)間有關(guān)：隨著H2PtCl6濃度的加大，Pt納米粒子粒徑加大，催化活性下降；保護(hù)劑PvP對(duì)顆粒粒徑及組裝效果、覆蓋度的影響并非簡單呈線性關(guān)系，PVP濃度為1．0x10一mol·L～、組裝19h為合適的組裝條件，有利于Pt在巰基乙酸
6、／GC電極表面的修飾。采用該條件制備的Au．Pt／巰基乙酸／GC電極，表面的AuPt納米顆粒也致密、均勻，可用作NO氧化的電化學(xué)傳感器。2．本論文采用巰基乙酸對(duì)納米碳管進(jìn)行功能化，通過乙二醇回流方法制備PtRu／CNTs催化劑，并通過紅外輻射燃燒處理，使Pt結(jié)晶度提高，催化劑qbRuo發(fā)生氧化，水合氧化釕(RuOxHy)比例提高，提高了催化劑的催化性能。此外，采用巰基乙酸修飾的CNTs為載體，借助M．S之間的相互作用使PtRu納米顆粒均勻沉積于CNTs表面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燃燒過程能夠去除還原過程中的有機(jī)物，釋放Pt表面的催化活性位，進(jìn)一步提
7、高催化劑的催化性能。3．本論文采用巰基乙酸對(duì)納米碳管進(jìn)行功能化，以NaH2P02為還原劑和P源，制備PtRuP／CNTs復(fù)合催化劑，其對(duì)甲醇氧化具有很高的催化活性。利用加熱回流法，在巰基乙酸的輔助下，將均勻分散的2nm的PtRuP納米顆粒負(fù)載于CNTs上。電化學(xué)測試的結(jié)果表明PtRuP／CNTs催化劑對(duì)甲醇氧化具有很好的電催化性能，且與PtRu／C相比，其抗CO中毒能力明顯提高。4．本論文通過不同的方法制備得到了不同類型Mn02(包括A,-Mn02，北京T業(yè)大學(xué)博1二學(xué)位論文7-Mn02，OMS．Mn02)，并研究各種Mn02在酸性體系中的
8、穩(wěn)定性，從中選擇適用于DMFC酸性測試體系，幾乎不發(fā)生溶解、穩(wěn)定性好的Mn02用于PtM／Mn02催化劑的制備。研究結(jié)果表明九．Mn02和Y．Mn02可用作DMFC@Pt基金屬的載體或助催化劑，能夠提高催化劑活性和抗CO中毒能力。本論文研究得到的PtMJMn02復(fù)合材料與商用Pt／C催化劑相比，不僅提高了對(duì)甲醇氧化的動(dòng)力學(xué)特性，還對(duì)甲醇氧化具有更好的催化特性和抗CO中毒能力。5．本論文利用溶劑熱反應(yīng)，采用不同表面活性劑(SDBS，DBS，Brij30，CTAB)制備多種球形鈷卟啉多聚體，結(jié)果表明表面活性劑的種類對(duì)PCoTMPP形貌無顯著影響
9、，但影響其結(jié)構(gòu)。紫外吸收光譜的測試結(jié)果顯示，采用SDBS為表面活性劑制備得到的PCoTMPP其分子結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性較好，卟啉環(huán)上電子云密度大，卟啉結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，其作為氧還原催化材料時(shí)具
