聚吡咯碳催化剂载体的制备及性能.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2012年第05期文章编号：1002—1124(2012)05～0010—03科磷与：聚吡咯碳催化剂载体的制备及性能开发刘佳佳，耿小为，邬冰，高颖(哈尔滨师范大学化学化工学院。黑龙江哈尔滨150025)摘要：通过低温氧化法制备了聚吡咯碳(PP)rc)载体，并以PPyC为载体制备了纳米Pd催化N(Pd／PPyCo采用x射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段对载体PPyc及催化剂Pd／PPyC进行了表征，通过分析电化学比表面随循环伏安次数的变化及多电势阶跃实验结果表明，以PPyC为载体的Pd／PPyC催化剂

2、具有比碳黑作载体制备的Pd／C催化剂更高的稳定性。关键词：Pd；聚吡咯；甲酸；电催化剂中图分类号：0646文献标识码：APreparationofpolypyrrole-carbonblackaselectrocatalystsupportanditspropertiesLIUJia-jia，GENGXiao—wei，wubing，GAOYing(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，HarbinNormalUniversity，Harbin150025，China)Abstract：Polypy

3、rrolecomposite(PPyC)encompassedofcarboublackweresynthesizedbylowtemperatureoxidationofpyrroleonblackcarbonandthenanosizedPdcatalystsupposedbyPPyCwasprepared．ThesupportPPyCandthecatalystPd／PPyCwerecharacterizedbyX-raydiffraction，scanningelectronmicroscopyandtrans—missionele

4、ctronmicroscopy．TheresultsfromformicacidoxidationshowedthatthePd／PPyCcatalystexhibitsbetterstabilitythanPd／C．Keywords：Pd；polypyrrole；fomicacid；electrocatalyst直接甲酸燃料电池由于操作方便，系统结构简电催化刘载体。我们在活性碳表面修饰导电高分子单，以液体为燃料，无毒等优点近年来得到广泛研聚吡咯作为催化剂的载体，制备的Pd／PPyC催化剂究。研究表明，Pd基催化剂是甲酸在阳极电化学氧对甲酸

5、的氧化具有高的活性和稳定性。化很好的催化剂【1．，但碳载Pd基电催化剂在甲酸氧化的过程中很容易失活【31，导致对甲酸氧化的活1实验部分性大幅度下降。催化剂载体的不稳定性是催化剂失1．1试剂和仪器活的主要原因之一。VulcanXC一72是目前使用较多的活性碳载体【4,5J，但这种碳载体有两个主要缺陷：使用的化学试剂，吡咯(Pv)，硼氢化钠(NaBH)，过硫酸钠(NaSO)，氯化钯(PdC1)，均为分析(1)这种活性碳载体虽然比表面较大，但由于存在大量的微孑L，燃料在微孔中的传质阻力大，因此，微纯。活性碳用VulcanXC一72R(Cabot公

6、司)，配制溶液用水均为3次蒸馏水；N(99．99％哈尔滨卿华孔内的表面积几乎是无效的，而沉积到微孔中的贵金属活性组分也起不到催化的作用；(2)是这种碳载工业气体有限公司)。体在阳极氧化的过程中也会缓慢氧化腐蚀，使其负电化学测试仪器使用CHI650电化学工作站。载的金属粒子聚集或脱落，导致催化剂活性降低。1．2PPyC载体的制备因此，近年来导电高分子聚合物，例如聚苯胺【]、聚将吡咯(Pv)单体溶于0．5mol·L～HSO溶液吡咯[9,10]等，由于其具有共轭的电子结构，具有良好中，在室温下超声震荡混合15rain，之后再加入活性的导电性和良好

7、的稳定性，已经越来越多地应用于碳(C：PPy=4：1质量比)超声震荡，将悬浊液在0℃冰水浴中搅拌15min，缓慢加入氧化剂Na：S：0收稿日期：2012—03—13的H2SO溶液(摩尔比NaS：0：Py=2：1)反应基金项目：黑龙江省自然科学基金(B201o02)；哈尔滨市科技创新人4h。用去离子水冲洗过滤直到滤液无色为止，然后才专项基金(2010RFXXG018)在真空干燥箱中50℃干燥1。制得的聚吡略碳作者简介：刘佳佳(1986一)，汉，女，在读硕士研究生，从事甲酸阳极标记为PPyC。电催化氧化。1．3Pd／PPyC催化剂的制备导师简介

8、：高颖，女，博士，教授。2012年第5期刘佳佳等：聚吡咯碳催化荆载体的制备及性能将制得的PPyC载体与20mL乙二醇超声震荡聚吡咯时，表面形貌发生了变化，PPyC的表面看起?昆合