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直接甲醇燃料电池催化剂的研究(2)

时间:2015-05-18 10:12来源:www.hexinqk.com 作者:马骁俊等 点击:
7.4 离子交换法 碳载体表面含有不同程度的各种类型结构缺陷,缺陷处的碳原子可以和羧基、酚基等官能团相结合,这些表面基团能够与溶液中的离子进行交换。离子交换法即是利用这个原理制备高分散性的催化剂。 7.5 铂
 
  7.4 离子交换法 
  碳载体表面含有不同程度的各种类型结构缺陷,缺陷处的碳原子可以和羧基、酚基等官能团相结合,这些表面基团能够与溶液中的离子进行交换。离子交换法即是利用这个原理制备高分散性的催化剂。 
  7.5 铂溶胶法 
  将Pt制成Pt溶胶再吸附在活性炭上,可以得到分散性较好的Pt/C催化剂。最典型的Bonnemann法采用PtCl2和N(octyl)4Bet3H在有机介质中发生反应制备Pt溶胶的过程极为复杂,条件苛刻,原料价格高,仅仅适用于实验室研究,采用这种方法获得的催化剂往往含有不同的杂质,获得的粒子大小一般在2.1±1nm之间。 
  7.6 气相沉积法 
  将Pt气化后,负载在载体上。Yahikozawa等人在真空条件下将Pt挥发负载在玻碳上,获得了1.5-2.3nm的Pt催化剂, 并检测了其对甲醇和甲酸的电化学行为,发现随着粒子粒径的降低,催化剂对甲醇的比催化活性也降低。Zhang等人利用Pd丝作为挥发源,同样采用真空挥发技术,获得了不同粒子大小的Pd催化剂,并检测了其对甲酸的催化性能,发现当Pd粒子大小为4.3纳米时显示出最佳的催化活性。 
  7.7 其它方法 
  还有一些其他的催化剂制备方法,如Pt修饰电极、利用石墨层与层之间存在的微弱范德华力,将Pt插入石墨层间,形成插层化合物等。但这些方法在实际应用中很少研究。 
  8 结论 
  在老师的帮助下进行了甲醇燃料电池的测试,对于甲醇燃料电池阳极催化剂抗中毒性能的简单研究实验。但要找到甲醇燃料电池有较高抗中毒性、催化效率高的催化剂还需要大量尝试和研究。我们已有少量实验得出的一些数据,领略到科学研究的精神,如果进一步开展实验,我们会在所含元素种类,配置比例不同,配置方式不同的催化剂上进行更多组的实验,产出具有实际价值的催化剂。 
  致谢: 
  感谢南京大学葛欣教授以及南京师范大学附属中学袁青云老师的指导以及南京工业大学赵志刚实验室给我们实验与研究提供的帮助与支持,你们给我们研究的顺利进行提供了保障。同时,也感谢课题组成员的付出与努力。 
  【参考文献】 
  [1]宋树芹,陈利康,刘建国,等.直接乙醇燃料电池初探[J].电化学,2002,8(1):105-110. 
  [2]H. Hitmi, E. M. Belgsir, J.M. Leager, et al., A Kinetic Analysis of The Electro-oxidaton of Ethanol at Platinum Electrode in Acid Medium[J]. J. Electrochim Acta, 1994, 39:407. 
  [3]胡为工.聚合物电解质膜燃料电池的发展及预测[J].化工新型材料,2000,27(10):16. 
  [4]N. Fujiwara, K.A. Friedrich,U.Stimming, Ethanol Oxidation on PtRu electrodes Studied By Differential Electrochemical Mass Spectrometry[J]. J. Electroanal. Chem., 1999,472:120-125. 


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