Nafion包覆碳纳米管增强Pt/CNTs催化剂稳定性与活性研究

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氢氧质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种将氢气和氧气反应的化学能转换为电能的装置，具有高效、无污染、低噪音等优点，是一种具有发展前途、应用范围广泛的电池。燃料电池工作者一直致力于能够将其商业化，但由于其催化剂的限制，阻碍了商业化的进程。
　　现阶段氢氧质子交换膜燃料电池的首选催化剂为碳载铂催化剂Pt/C，目前仍然没有发现能够有效替代Pt/C的质子交换膜燃料电池催化剂。制约着Pt/C催化发展的因素包括：Pt的价格昂贵，碳载体腐蚀和纳米Pt颗粒团聚等导致催化剂的性能衰退。本文从以上两个角度出发，制备了两种不同的催化剂，并对催化剂进行了表征，结果显示出良好的性能。
　　基于提高Pt/C催化剂的稳定性和催化效率，我们制备了Ni核Pt壳燃料电池催化剂，将PtNi催化剂制备在稳定的载体多壁碳纳米管上（CNTs），获得PtNi/ CNTs催化剂。通过XRD发现，PtNi催化剂具有面心立方结构，特征峰与Pt比较向高角度偏移，少量的Ni原子进入Pt的晶格时引起Pt-Pt键缩短，晶格收缩。通过电化学测试分析，结果表明催化剂具有很好的催化活性。
　　基于Nafion独特的物理化学性质，即，粘接作用传导质子能力，本文将Nafion直接引入到完整的多壁碳纳米管表面，在保证质子传递能力的同时，通过Nafion将Pt纳米颗粒稳定地粘接在CNTs载体表面，获得Pt/Nafion-CNTs催化剂。通过对该催化剂的形貌、结构、电化学性能表征，发现Pt/Nafion-CNTs催化剂中，金属催化剂颗粒分散度显著提高。红外、EDX、热重等对载体中的Nafion进行了分析和表征。电化学测试表明，Pt/Nafion-CNTs催化剂比传统的Pt/CNTs具有更高的催化活性和更好的稳定性。

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作者
王文金;
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作者单位

重庆大学;

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授予单位重庆大学;
学科化学
授予学位硕士
导师姓名魏子栋;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类催化剂;
关键词
PEMFC; Pt/CNTs催化剂; 燃料电池; 电化学催化; 稳定性; 催化活性;

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