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时间:2019-05-15
《质子导体稳定化碳纳米管载Pt催化剂的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、武汉理工大学硕士学位论文摘要质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高效和洁净等优点,是有发展前途的一种电池,可广泛用于移动电源和便携式电源。但是,催化剂价格昂贵、利用率低和耐久性性差等~些技术问题,阻碍了PEMFC商业化的进程。目前,减少PEMFC中n催化剂的贵金属Pt的负载量、提高Pt的利用率和催化剂的耐久性已经成为该领域的重要研究方向。碳纳米管(CNT)是一种新型的碳材料,具有独特的电子结构高的比表面积,低电阻,耐腐蚀,良好的机械性能等优点,是作为催化剂载体的理想选择对象,催化剂和载体间的相互作用也影响着催化剂的性能。1)本论文采
2、用乙二醇还原法,分别合成了Na丘on_删T催化剂和Pt/CNT催化剂。由透射电镜(TEM)可观察到所制备的Nafion-Pt/CNT催化剂和刚CNT催化剂Pt粒径约为2,-,4m,在碳纳米管表面均与分布。循环伏安法(CV)、氧还原(O砌U曲线以及电化学加速(ADT)测试结果显示,经Nation稳定的Pt/CNT催化剂在性能和耐久性方面都优于无Nation稳定喇T催化剂。证明了Nation对Pt微粒以及CNT两种物质起到了连接作用,从而提高了Pt在CNT载体上的吸附力。2)本论文首次将冻干法运用于制备Pt/CNT催化剂,并通过TEM,
3、XRD,CV等手段来进行测试和表征。所制得催化剂中,Pt颗粒在CNT表面的分散性显著提高,且粒径均匀,大小约为3nm,电化学性能明显高于同样条件下烘干法制备的Pt/CNT催化剂。关键词:质子交换膜燃料电池(PEMFC);Pt/CNT催化剂;Nation:冻干法武汉理工大学硕士学位论文AbstractProtonexchangemembranefuelcell(PEMFC)isoneofthemostpromisingcellsusedfortransportationandportablepowersol/icesforithasp
4、rominentmeritssuchashighefficiency,cleannessandeta1.However,theintolerablecostandpoorcatalysisofthecatalystPtcurrentlyusedinPEMFC,togetherwithothertechnicalproblems,blockPEMFCfromcommercialization.Atpresent,mostofworkhasbeendevotedtoincreasetheutilizationofplatinum(Pt)
5、catalystsandthustolowerthecatalystusage.ChiTsasanewformofcarbon,havereceivedresearchers’attentionduetotheiruniquestructural,electronicandmechanicalproperties.TheuseofChiTsasalternativesupportsforpreparationofcatalystsforlow-temperaturefuelcellshasnaturallystimulatedsig
6、nificantinterestamongresearchers.Inrecentyearstherehasbeenaprogressintheunderstandingofthatthecatalyst-supportinteractionplaysafundamentalroleintheperformanceofcatalyst.1)Nailon-Pt/CNTandPt/CNTcatalystsweresynthesizedusingglycolsolutionillsreducingagent.Accordingtother
7、esultsoftransmissionelectronmicroscopy(TEM),thepreparedPtnanoparticlesrangingfrom2to4nnlindiameterareuniformlydepositedonCNTs.AhighercatalyticactivityandmorestableofNation—Pt/CNTcatalystwereobservedbycyclicvoltammetry(CV),oxygenreductionreaction(ORR)andaccelerateddurab
8、ilitytest(ADa3measurements.TheseprovethatitisfeasibletointroducingNationactingasstableagentaswellaSbindercohesivebetw
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