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《試析碳納米管為載體的燃料電池催化劑研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、碳納米管為載體的燃料電池催化劑研究重慶大學碩士學位論文學生姓名：指導教師：專業(yè)：化學工程學科門類：工學重慶大學化學化工學院二OO八年四月StudyofCatalystsSupportedonCarbonNanotubesforFuelCellAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringbySupervisor:Major:ChemicalEngineeringCollegeofCh
2、emicalandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2008重慶大學碩士學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，是有發(fā)展前途的一種電池，可廣泛用于移動電源和便攜式電源。但是，由于PEMFC還面臨著催化劑價格昂貴、利用率低和其他的一些技術(shù)問題，阻礙了商業(yè)化的進程。目前，減少PEMFC中Pt催化劑的貴金屬Pt的負載量、提高Pt的利用率已經(jīng)成為該領域重要的研究方向。CNTs是一種新型的碳材料，具有獨特的電子結(jié)構(gòu)，高的比表面積，電阻低，耐腐蝕，良好的
3、機械性能等優(yōu)點，是作為催化劑載體的理想選擇對象，催化劑和載體間的相互作用也影響著催化劑的性能。本論文通過強混酸超生氧化在碳納米管（CNTs）表面引入含氧官能團，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，對所制備的Pt催化電極性能及負載量，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）及分光光度法進行了表征與檢測，初步的結(jié)果顯示：自還原制備的Pt/FMCNTs電極的電化學表面積和Pt的利用率均大于商業(yè)化的Pt/C電極（Pt的粒徑為3～4nm），且其對氧還原的催化活性明
4、顯高于商業(yè)化的Johnson-matthey40wt%Pt/C電極。這主要是因為Pt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活性點的緣故。本論文利用兩種相同的原理，通過不同的工藝過程制備電極，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重慶大學碩士學位論文英
5、文摘要ABSTRACTProtonexchangemembranefuelcell(PEMFC)isoneofthemostpromisingcellsusedfortransportationandportablepowersourcesforithasprominentmeritssuchashighefficiency,cleannessandetal.However,theintolerablecostandpoorcatalysisofthecatalystPtcurrentlyusedinPEMFC,togetherwithother
6、technicalproblems,blockPEMFCfromcommercialization.Atpresent,mostofworkhasbeendevotedtoincreasetheutilizationofplatinum(Pt)catalystsandthustolowerthecatalystusage.CNTsasanewformofcarbon,havereceivedresearchers’attentionduetotheiruniquestructural,electronicandmechanicalproperti
7、es.TheuseofCNTsasalternativesupportsforpreparationofcatalystsforlow-temperaturefuelcellshasnaturallystimulatedsignificantinterestamongresearchers.Inrecentyearstherehasbeenaprogressintheunderstandingofthatthecatalyst-supportinteractionplaysafundamentalroleintheperformanceofcat
8、alyst.Inthispaper,CNTswerefunctionalizedbymix-acidoxidation.Theoxyge
