碳纤维基PtPb阳极催化剂的制备及其电催化性能.pdf

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1、第42卷第1期燃料化学学报V0l42№120I4年1月JournalofFuelChemistryandTechnologyJan2014文章编号：02532409(2014)f)l009605碳纤维基PtPb阳极催化剂的制备及其电催化性能李志扬，袁善美，朱昱，倪红军(南通大学机械工程学院，江苏南通2260I9)摘要：以静电纺丝技术与烧结工艺相结合的方式制备了碳纤维基PtPb纳米催化剂，并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段对其进行了表征。结果表明，在预氧化温度为300

2、℃、碳化温度为800℃的条件下，所制备的P*Pb阳极纳米催化剂结晶程度好、比表面积大，粒径约为305nm，催化活性颗粒均匀分散在多孔碳纤维骨架上。采用循环伏安法(CV)及交流阻抗(EIS)评价了该催化剂对乙醇氧化反应的电催化性能。结果表明，最大峰电流密度达到125ILIA／el1]，电荷转移电阻相较于700℃下降了近60％。关键词：直接乙醇燃料电池(DEFC)；阳极催化剂；静电纺丝；乙醇电氧化中图分类号：TM9114文献标识码：APreparationandelectrocatalyticperformanceo

3、fPtPbanodecatalystsupportedoncarbonfiberLIzmyang．YUANShannlei．ZHUYu．NIHongjun(SchoolofMeclu~nicalEngineering，NantongUniversity，Nantong226019，ChinajAbstract-NanoPtPbanodecatalystsupposedoncarbonfiberwaspreparedbythetechnologyofelectrospinningcombinedwithsinter

4、ing：thecatalystwascharacterizedbyXraydiffraction(XRD)．FoufiertransfoFininfraredfFTIR1andscanningelectronnficroscopy(SEM)Theresultsshowedmatthenanocatalystiswel1dispersedontheskeletonofvesicularcarbonfiberwithaparticlesizeof305nHl：thecatalyticefficiencyissigni

5、ficantlyimprovedbypreoxidationat300℃andcarbonizationat800℃Thecatalystactivityinethano1oxidationwasevaluatedthroughcyclicvoltammogram(CV)andelectrochenficalimpedancespectroscopyfEIS1111eresultsindicatedmatthecatalysthasbetterresistanceagainstpoisoning：overit．t

6、henlaxinlumcurrentdensityis125mA／cmandthechargetransferresistanceisreducedbv60％incomparisonwimmatoverthecatalystcarbonizedat700℃Keywords：directethano1rue1cel1(DEFC)：anodecatalyst：electrosinning：electrooxidationofethano1乙醇完全氧化涉及12电子转移过程，且需要展，．其中．PtRu已经商业化。但对Pt

7、Pb阳极催断裂C—C键．与甲醇完全电氧化生成二氧化碳的6化剂的研究报道却很少。电子转移过程相比，反应更难进行、过程复杂、中间另一方面．静电纺丝纳米碳纤维具有较大的比产物多．极易引起催化剂中毒。Nation膜在乙醇表面积、较高的电导率、有利于催化剂粒子分散的微水溶液中的溶胀系数比在甲醇水溶液中大，所造成结构以及较好的透气性等性能，己被证实为是高性的催化层与电解质膜的剥离现象较明显，从而能的催化剂载体J。虽然已存在用碳纤维作催化导致电池性能显著下降⋯。此外，乙醇因含有C—C剂载体的相关报道，，但在DEFC中，以碳纤维

8、膜键．电氧化过程更为复杂．常用P【基催化剂对乙醇为载体．制备碳纤维基PtPb阳极催化剂的相关报道还极少。氧化的电催化活性不高J。因此，研究对乙醇氧化实验采用静电纺丝和烧结工艺相结合的方式制具有高催化活性的阳极催化剂是发展直接乙醇备碳纤维基PtPb阳极催化剂。利用纤维膜结构易燃料电池(directethanolfuelcell，DEFC)的关键科于控制且有利于催化剂粒子分散