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《pemfc用ptc以及pt-ruc電催化劑的制備研究》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、華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文PEMFC用Pt/C以及Pt-Ru/C電催化劑的制備研究姓名：馮春華申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師：古國榜20030601摘要摘要燃料電池因?yàn)槠滢D(zhuǎn)換效率高、燃料多樣化、排氣干凈、噪音低、對(duì)環(huán)境污染小、可靠性以及維修性好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種全新的高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)電方式之一。炭載貴金屬催化劑常用作質(zhì)子交換燃料電池中陰極以及陽極催化劑，是人們研究燃料電池工作中的一個(gè)熱點(diǎn)和重點(diǎn)。本文報(bào)道了Pt／C以及Pt．Ru／C電催化劑的不同的制各方法，實(shí)驗(yàn)工作中找到了能夠小批量生產(chǎn)不同金屬負(fù)載量電催化劑的簡單而且行之有效的方法
2、。這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，尤其在制備高負(fù)載量而且高分散的貴金屬催化劑時(shí)，國內(nèi)未見過這方面的報(bào)道，樣品的物理性能接近或者達(dá)到國外E．Tek公司商業(yè)產(chǎn)品的指標(biāo)。本文首先對(duì)實(shí)驗(yàn)中使用的炭黑載體化學(xué)處理后，進(jìn)行了詳細(xì)的物理結(jié)構(gòu)以及表面化學(xué)性質(zhì)分析，然后用TPD、XRD、BET、TEM、XPS等技術(shù)對(duì)載體和催化劑進(jìn)行了表征，文中還對(duì)金屬前驅(qū)體如H2PtCl6以及RuCl3在載體上的吸附性能進(jìn)行了理論研究。經(jīng)過HCl以及二次水清洗后的炭黑在N2或者He中煅燒，比表面積以及孔容都得到了提高，HN03以及H202氧化處理對(duì)炭黑物理結(jié)構(gòu)改變不大。TPD以及B
3、oehm酸堿滴定實(shí)驗(yàn)表明H202以及HN03氧化處理后的炭黑載體表面氧基種類以及數(shù)量都得到了改變，H20z處理引起炭表面上弱酸性基團(tuán)(包括酚基、內(nèi)酯基、醚基等基團(tuán))的增加，HNO，處理在引起弱酸性基團(tuán)大幅度增加的同時(shí)，強(qiáng)酸性基團(tuán)(如羧基、酸酐等)增加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者?？焖贊窠▽?duì)于制備低金屬負(fù)載量的Pt／C電催化劑，可以獲得很好的分散度，但是一旦金屬含量達(dá)到10％以后，從TEM上可以觀察出金屬都團(tuán)聚在一起，金屬顆粒很大。采用吸收還原法制備負(fù)載量從10％到40％的Pt／C電催化劑，TEM表征催化劑中金屬的平均粒徑在2．4nm范圍內(nèi)?；诼茹K酸在不同
4、的pH值下以及還有不同表面氧基的炭載體上的吸附特性，存在三種可能不同的吸附機(jī)理，酸性條件下(pH=3．0)，H2PtCl6主要是吸附在炭表面上陽離子吸附中心oH；上面，吸附動(dòng)力學(xué)以及平衡吸附量由炭黑的表面氧基濃度【一OH]。(由不同的炭黑處理方式?jīng)Q定)以及溶液pH／IEP的關(guān)系(K[H+])共同決定。弱堿性條件下(pH=9．O)，HzPtCl6主要是吸附在炭表面上弱陽離子吸附中心一O一塒：上面，吸附Pt醇的速度以及多少與生成一0一ⅣH：數(shù)量的速度以及多少有關(guān)。強(qiáng)堿性條件下(pH=11．0)，H2PtCl6主要是通過與溶液中NH4+形成(Nil。
5、)，PtCl。溶膠體在吸附在炭載體上，H2PtCl6的吸附量與溶液中N-l-14+離子多少，也就是(NH。)：PtCl。溶膠體形成多少相關(guān)。采用由鉑釘氧化物前驅(qū)體的方法制備負(fù)載量從20％到50％的Pt．Ru／C的電催化劑，XRD表征能夠比較好的形成合金相，合金平均粒子大小都在3nm左右。氫華南理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文氣還原溫度在300℃時(shí)，合金中釕的原子含量以及合金的平均粒徑綜合效果最好。關(guān)鍵詞：Pt／C；Pt．Ru／C；電催化劑；炭黑載體：PEMFCⅡAbstractTheprinciplecharacteristicofafuelcelli
6、sitsabilitytoconvertchemicalenergydirectlytoelectricalenergygivingmuchhigherconversionefficienciesthananyconventionalthermo—mechanicalsystemthusextractingmoreelectricityfromthesameamountoffuel，tooperatewithoutcombustionsotheyarevirtuallypollutionfreeandhavequieteroperationsi
7、ncetherearenomovingparts．Catalystsbasedonnoblemetalssupportedoncarbonblackshavebeenusedtofacilitatethereactionsintheanodeandcathode．Also，studiesontheelectrocatalystsforH2ormethanoloxidationhavelongbeenthekeyissues．Inthispaper,severalmethodsforpreparingPt／CandPt—Ru／Celectroca
8、talystshavebeenproposed．Wedeveloptheeffectivetechniquestoproducetheseelectr
