發(fā)布時(shí)間：2024-06-15 03:02

　　直接甲醇燃料電池(DMFC)由于具有能量轉(zhuǎn)換率高、低碳排放、便于攜帶和儲運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是便攜式和固定式能源中具有發(fā)展前景的綠色技術(shù)。鉑(Pt)因能最高效的促進(jìn)甲醇的氧化而成為DMFC中最常見的陽極催化劑。然而,由于Pt價(jià)格昂貴且易CO中毒,因此阻礙了它的商業(yè)化發(fā)展。除此之外,在長期工作中,由于Pt的遷移和聚集導(dǎo)致了甲醇電化學(xué)氧化催化效率的下降。所以,在構(gòu)建直接甲醇燃料電池中,應(yīng)考慮Pt基催化劑的經(jīng)濟(jì)性和有效性。為此,需要最大化Pt基催化劑的催化活性。 本論文主要通過改變Pt基催化劑納米結(jié)構(gòu)尺寸或形貌,添加第二組分或催化劑載體的選擇三方面來提高直接甲醇燃料電池Pt催化劑的電催化活性,主要工作包括以下方面： (1)采用超聲輔助法和乙二醇還原法合成了磷鉬酸(PMo)/鉑鈀(PtPd)/多壁碳納米管(MWCNT)催化劑。大量的PtPd納米粒子均勻地負(fù)載在PMo修飾的MWCNT上,通過調(diào)節(jié)PtPd納米粒子的組成,可控制PtPd納米粒子的尺寸。當(dāng)Pt/Pd=4時(shí),可獲得最小尺寸的PtPd納米粒子,平均直徑為1.9nm。在甲醇的電化學(xué)氧化中,制備出的PMo/Pt4Pd1/MWCNT催化劑顯示了最大的...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1直接甲醇燃料電池示意圖

DMFC主要工作原理(如圖1.1所示)：燃料甲醇在陽極催化劑的作用下氧化產(chǎn)生二氧化碳，并生成質(zhì)子和電子(如式1.1)，其中質(zhì)子通過電解質(zhì)膜傳遞到陰極，和陰極氧氣結(jié)合，通過化學(xué)反應(yīng)生成水，這一過程中，還需要電子的參與，電子是從外電路中輸送過來的(如式1.2)，電子的輸送形成外電路，....

圖1.3單壁碳納米管(SWCNTs)和多壁破納米管(MWCNTs)

根據(jù)石墨稀片的層數(shù)可以將碳納米管分為單壁碳納米管（SWCNTs)和多壁碳納米管（MWCNTs)，如圖1.3。國I■單壁碳納米管 多壁碳納米管圖1.3單壁碳納米管(SWCNTs)和多壁破納米管(MWCNTs)由于碳納米管具備比表面大、長徑比、管徑小獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使之擁有了良好的力學(xué)性....

圖1.4石墨烯蜂巢晶格結(jié)構(gòu)圖(a)和電子結(jié)構(gòu)圖(b)

G)石墨稀是一種由碳原子以SP2雜化軌道組成的六邊形蜂巢晶格結(jié)構(gòu)薄膜(圖1.4a)。其中每個(gè)C原子通過C-C(a)鍵與其周圍的其他三個(gè)C原子相連，這些很強(qiáng)的C-C(G)鍵使石墨稀擁有優(yōu)異的力學(xué)性能[32]。石墨稀中碳原子有四個(gè)價(jià)電子，以SP2雜化，因而每個(gè)C原子均能提供一個(gè)未成鍵....

圖2.2APMo/MWCNT混合物在氮?dú)怙柡偷?.5MHnSO#溶液中的不同掃描速率下的循環(huán)伏安圖，B為不同掃描速率下對應(yīng)的峰丨電流

2.3.2PMo/PtPd/MWCNT混合物的表征圖2.3中A,B，C,D，E和F為PMo/PtxPdi/MWCNT混合物(x=2，4,8)的TEM圖，它們是在總量一定的H2PtCl6和PdCl2(100^1腦1)下以不同分子率比？1/?(1(P

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