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《試析質(zhì)子交換膜燃料電池抗co電催化劑的研究》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)UDCTQ02密級(jí)公開編號(hào)B038003866中國(guó)科學(xué)院研究生院博士學(xué)位論文質(zhì)子交換膜燃料電池抗CO電催化劑的研究指導(dǎo)教師張華民研究員粱永民中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別博士學(xué)科專業(yè)名稱化學(xué)工程論文提交日期2006．3．28論文答辯日期2006．5．30培養(yǎng)單位學(xué)位授予單位中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所中國(guó)科學(xué)院研究生院答辯委員會(huì)主席朱薪堅(jiān)教授摘要摘要PtRu／C催化劑是目前應(yīng)用最廣泛的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)抗C0陽極電催化劑，但其性能仍不能滿足PEMFCs商業(yè)化的要求。本論文從載體、活性組分和制備方法等三個(gè)方面對(duì)PEMFCs抗CO電催化劑進(jìn)行了系統(tǒng)
2、研究。首先，以多壁碳納米管(MWCNTs)為載體制備了PtRu／MwcNTs催化劑，利用N2吸附、TEM、XRD、ICP、FTIR和TPD—MS等多種表征手段，深入研究了載體經(jīng)不同濃度H202處理以及制備催化劑所用溶劑(乙二醇和水)對(duì)催化劑的擔(dān)載量和粒子分散性以及電池抗CO性能的影響，首次提出了溶劑極性和碳納米管表面化學(xué)相結(jié)合是最重要的影響因素，并通過直接測(cè)量載體在溶劑中的潤(rùn)濕熱以及載體表面含氧官能團(tuán)進(jìn)行了驗(yàn)證。其次，開發(fā)了微波輔助乙二醇還原并熱處理的方法制備了PtRuIr／C和PtRuNi／C催化劑。cO溶出伏安、單電池評(píng)價(jià)和陽極進(jìn)出口氣體氣相色譜分析等測(cè)試表明，兩者具有很
3、高抗co氫氧化活性。在與采用相同方法制各的PtRu／C催化劑對(duì)比的前提下，詳細(xì)研究了加入Ir和Ni對(duì)催化劑粒子形貌、粒子大小和分布、組成均勻性以及體相結(jié)構(gòu)等的影響，在此基礎(chǔ)上結(jié)合XPS表征深入探討了催化劑結(jié)構(gòu)一性能的關(guān)系，并提出了催化劑性能增強(qiáng)的機(jī)理。此外，本論文還開發(fā)了簡(jiǎn)單、低成本且完全水相的真空浸漬法制備PtRu／C催化劑，考察并優(yōu)化了制各過程中的若干因素，對(duì)該催化劑進(jìn)行的cO溶出伏安、單電池評(píng)價(jià)以及陽極進(jìn)出口氣體氣相色譜分析等測(cè)試表明，利用這個(gè)方法制備的PtRu／C催化劑具有高于商品PtRu／C催化劑的抗cO性能。關(guān)鍵詞：質(zhì)子交換膜燃料電池；抗CO電催化劑；PtRu；碳
4、納米管；微波AbstractYongminLiang(ChemicalEngineering)DirectedbyProf．HuaminZhangPtRu／CisnowrecognizedasthemostpromisingCO·tolerantanodeelectrocatalystforprotonexehangemembranefuelceUs(PEMFCs)．However,themodifiedperformancebyPtRu／CisstillnotgoodenoughforthecommercializationofPEMFCs，andmoreactiveCO—
5、tolerantelectrocatalystsarecriticallyneededforthepracticalapplicationofthistechnology．Inthispaper,intensivestudy，inwhichthesupport，theactivecomponentsandthesynthesisstrategywereinvolved，werecarriedout．Firstly,AseriesofPtRunanocomposnessupportedonH202一oxidizedmulti-walledcarbonnanotubes(MWCN
6、Ts)weresynthesizedviatwochemicalreductionmethods———theHCH0methodandtheEGmethod．Theeffectsofthesolvents(waterandethyleneglyc01)andthesurfacecompositionoftheMWCNTsonthedepositionandthedispersionofthemetalparticleswereinvestigatedthroughN2adsorption，TEM，ICP,FTIR，TPD-MSandthemeasurementsofthewe
7、ttingheatsoftheMWCNTsinthecorrespondingsolvents．ThecharacterizationssuggestedthatcombinationofthesurfacechemistryoftheMWCNTswiththepolarityofthesolventswasthemostimportantfactor．EvaluationsofthecatalystsattheanodeofthesinglePEMFCswereconducted．Structure-
