直接液体燃料电池新型阳极催化剂的制备与表征

摘要

甲醇和甲酸来源丰富，价格低廉，携带和贮存便利，以其为燃料的直接甲醇和直接甲酸燃料电池可以直接将化学能转化为电能，做为便携式移动电源具有广阔的发展前景。目前，成本和性能仍然是制约直接液体燃料电池大规模商业化的两个突出问题，而阳极催化剂的活性及稳定性对此起着至关重要的作用。本论文将针对直接液体燃料电池阳极催化剂的理性设计及其在电化学方面的性能进行测试研究，主要研究进展如下:
　　(1)Mo2C、TiO2修饰多壁碳纳米管做为催化剂载体载铂对甲醇的电催化氧化的研究。结果表明Mo2C和TiO2的引入对甲醇电催化氧化有积极促进作用，不仅可以提高甲醇电催化氧化反应速度，还有助于催化剂降低中间毒化物种CO的生成，进而提高催化剂的稳定性，并对其影响机理做了进一步的研究。
　　(2)根据氢溢出机理制备了高活性的甲酸阳极电催化氧化催化剂。过渡金属化合物由于其本身独特的物理化学特性，通过与Pd原子相结合，应用于甲酸电化学催化氧化的催化剂，理论上可以促进甲酸的电催化氧化。MoOx和WC具有氢溢出效应，因此，将MoOx及WC引入到催化剂中，结果发现该催化剂与Pd/C催化剂相比，其对甲酸的电催化氧化活性和催化剂催化性能的衰减都得到了明显的改善。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 直接液体燃料电池概述

1．2．1 直接甲醇燃料电池

1．2．2 直接乙醇燃料电池

1．2．3 直接甲酸燃料电池

1．3 直接液体燃料电池的动力学

1．4 直接液体燃料电池的分类

1．5 直接液体燃料电池的研究进展

1．6 直接液体燃料电池的组成

1．6．1 核心部件-膜电极(MEA)

1．6．2 扩散层

1．6．3 催化层

1．7 直接液体燃料电池催化剂

1．7．1 甲醇电催化氧化

1．7．2 甲酸电催化氧化

1．7．3 直接液体燃料电池催化剂制备方法

1．8 本论文研究的内容和目的

第二章 新型催化剂载体对Pt催化剂电催化氧化甲醇促进作用的研究

2．1 实验部分

2．1．1 试剂和仪器

2．1．2 催化剂的制备

2．1．3 催化剂物理表征

2．1．4 催化剂化学表征

2．2 结果与讨论

2．3 本章小结

第三章 原位沉淀法制备TiO2／CNTs载体及其对Pt催化剂电催化氧化甲醇性能影响的研究

3．1 实验部分

3．1．1 试剂和仪器

3．1．2 催化剂的制备

3．1．3 催化剂物理表征

3．1．4 催化剂化学表征

3．2 结果与讨论

3．3 本章小结

第四章 高活性Pd／MoOx-CNTs纳米催化剂用于甲酸电氧化的研究

4．1 实验部分

4．1．1 试剂和仪器

4．1．2 催化剂的制备

4．1．3 催化剂物理表征

4．1．4 催化剂化学表征

4．2 结果与讨论

4．3 本章小结

第五章 载在WC／CNTs复合载体上的Pd纳米粒子用于甲酸电氧化的研究

5．1 实验部分

5．1．1 试剂和仪器

5．1．2 催化剂的制备

5．1．3 催化剂物理表征

5．1．4 催化剂化学表征

5．2 结果与讨论

5．3 本章小结

第六章 全文结论

参考文献

致谢

附录