碳载Pt-Cr合金催化剂的制备及其性能比较

用铬作掺杂元素,通过液相均相沉淀--气/固高温还原两段反应方法制备了碳载Pt-Cr合金催化剂,采用热分析方法(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)技术测试了合金催化剂的晶体结构和表面形貌.结果表明,用VulcanXC-72作载体,N(Pt):N(Cr)为1:1,热处理温度为950 ℃,催化剂的电化学活性表面积最大,催化活性最好.在电解液为0.5 mol/dm3硫酸溶液和2 mol/dm3甲醇/硫酸溶液中用循环伏安法测试,自制的碳载Pt-Cr合金催化剂比商业Pt/C催化剂甲醇氧化活性低,因为Cr的存在,降低了Pf活性点旁三个相邻Pt存在的概率,从而降低了甲醇的氧化活性.     

合金化提高铂在PEMFC氧还原反应中的催化活性

用液相沉积-高温合金化法制备了铂基合金催化剂,用能量散射光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)技术对催化剂的结构进行了研究,并测试了使用此催化剂的质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能,结果表明铂基合金具有面心立方的结构,铂与过渡金属的原子比接近3∶1;制备的催化剂性能优越,具有比纯铂更强的电催化能力,催化剂活性由高到低的顺序是Pt-Cr/C→Pt-Co/C→Pt-Ni/C→Pt/C。讨论了合金元素对催化剂活性的强化作用,认为合金元素的引入减小了Pt-Pt原子间距,降低了Pt的d电子轨道占有率,提高了催化剂的性能。     

热处理对Pt/C和PtRu/C催化剂活性的影响

对商业Pt/C和PtRu/C催化剂进行真空加热处理,研究热处理对催化剂微观结构变化及甲醇氧化的影响.X射线衍射光谱法(XRO)和热重(TG)研究结果表明:低温(210℃以下)真空加热处理对Pt/C和PtRu/C催化剂活性金属组分的晶体结构和催化剂表面处于活性位置(Pt-C结合位置)的碳原子数没有较大影响.电化学测试结果表明:热处理后的商业Pt/C和PtRu/C催化剂对甲醇氧化活性均高于初始催化剂,而且180℃加热处理的Pt/C和PtRu/C催化剂对甲醇催化氧化性能最好,其电化学稳定性在热处理前后基本保持不变.     

PEMFC用氢-空自增湿MEA的性能

采用流延法重铸Pt掺杂的Pt-PSFA复合膜,组装了常压氢-空自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)。通过对催化剂层载量、平整层载量的优化,利用催化剂涂覆膜(CCM)技术制备了性能稳定的自增湿膜电极组件(MEA)。在常压、操作温度为60℃、干燥反应气的条件下,Pt-PSFA复合膜组装的PEMFC的最大功率密度为448 mW/cm2。MEA的活性面积从6.25 cm2增大到25 cm2,PEMFC的性能几乎没有衰减。     

氧化钛纳米管掺杂铂锡催化制备及性能

尝试将TiO2纳米管掺杂到应用于直接乙醇燃料电池阳极的低铂Pt-Sn/C催化剂中。采用电化学循环伏安扫描技术考察了其乙醇氧化活性,确定加入TiO2纳米管的最佳用量,同时结合X射线衍射和X射线光电子能谱对电催化机理进行初步分析。结果表明,掺杂TiO2纳米管后,Pt-Sn/C催化剂中Pt的晶格参数进一步扩张,并部分形成了Pt3-Sn结构。TiO2纳米管表面的羟基和吸附态氧,提供了更多含氧物种,使得更多的氧与金属成键,参与乙醇氧化中间产物的进一步氧化反应,提高了催化剂的抗毒化性能,加速铂表面活性位的再生,从而提高催化剂的乙醇氧化能力。     

质子交换膜燃料电池Pt/C催化剂的回收再利用

回收质子交换膜燃料电池(PEMFC)失效的Pt/C催化剂,通过高温灼烧得到贵金属Pt渣。Pt渣经适量王水溶解、煮沸、浓缩和再稀释制成H2PtCl6溶液。以H2PtCl6为Pt的前驱体,采用无机胶体法重新制备出PEMFC用Pt/C催化剂。透射电子显微镜测试结果表明,采用优化的工艺条件所制备的Pt/C催化剂平均粒径为2.6nm,且分散性好、粒度均匀。X射线衍射分析表明,催化剂中Pt(111)晶面的相对含量较高,其面间距较小,且催化剂的结晶度略有降低,这些结构特点对催化氧还原反应是有利的。循环伏安法测试表明所制备的Pt/C催化剂对氢和氧电极过程具有良好的电催化性能。     

Sr掺杂对Pt-CeO_2/C电催化甲醇性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Sr掺杂的CeO2,接着采用乙二醇还原法制备了Pt-Ce1-xSrxO2-δ/C催化剂.利用X射线衍射(XRD)考察了Sr掺杂的CeO2的晶体结构.结果表明,Sr掺杂导致CeO2的衍射峰位发生偏移,CeO2的晶胞参数增大,当Sr掺杂量为5%时,CeO2的晶胞参数由0.5411 nm增大为0.5417 nm.利用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)考察了催化剂的晶体结构和表面形貌,催化剂中Pt颗粒分布均匀,粒径大小为2-4 nm.循环伏安测试结果表明在CeO2晶体中掺杂Sr提高了Pt-CeO2/C对甲醇的电氧化活性,当Sr的掺杂量为5%时,催化剂对甲醇的电氧化活性最高.     

Nafion修饰Pt/C电催化剂的制备与表征

通过在合成过程中引入质子导体Nafion聚合物,制备了Pt/C-Nafion电催化剂。采用热重(TG)、元素分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及电化学方法对该催化剂进行了表征。结果表明,与Pt/C电催化剂相比,Pt/C-Nafion中Nafion聚合物的引入使得电催化剂的分散性有所提高,以Pt/C-Nafion为阴极催化剂的直接甲醇燃料电池阴极催化层中的电化学活性表面积(ECSA)达到23.61m2/gPt,比Pt/C催化剂提高近33.5%。     

低铂Pt/FePO_4/C催化剂在PEMFC中的应用

采用乙二醇还原法制备了Pt含量为5%(质量分数)的Pt/C和Pt/FePO4/C催化剂,并用透射电镜(TEM)表征催化剂的形貌.催化剂中Pt粒子在载体上高度分散,且粒径均匀.Pt/FePO4/C和Pt/c催化剂的平均粒径分别为1.2nm和0.9 nm.实验结果表明,Pt/FePO4/C催化剂具有较Pt/C更高的电化学活性比表面积和催化氧还原的活性.分别利用两种催化剂制备PEMFC阴极,Pt的担量均为0.08mg/cm2.以氧气为阴极反应气时,采用Pt/FePO4/C和Pt/C的PEMFC单电池的峰值功率密度分别为763mW/cm2和663mW/cm2;阴极催化剂质量比功率分别为9.54kW/g Pt和8.29kW/gPt;即作为PEMFC阴极催化剂,Pt/FePO4/C具有更高的催化活性.     

还原温度对Pt/C催化剂性能的影响

为了研究制备温度对质子交换膜燃料电池(PENFC)用Pt/C催化荆性能的影响,采用离子交换法在不同温度制备了Pt/C催化剂,并采用电化学工作站测试了不同温度样品的电催化活性,分别使用N2吸附、TEM、XRD测定了样品的孔隙、粒径和晶相结构.结果表明:当还原温度为800℃时,Pt/C催化剂具有较大的比表面积和较发达的孔隙结构,颗粒粒径较小,有利于O2还原的Pt(100)晶面含量较大,以样品为催化剂的PEMFC具有较高的功率输出,所以800℃是制备高催化活性的纳米Pt/C的合适温度.     

The study on carbon nanotubes-supported Pt catalysts for PEMFC

Protonexchangemembranefuelcell (PEMFC)isoneofthefuelcellsdevelopedfastinrecentyears Inordertoloweritscost ,variousPt basedelectrocatalystsarepreparedtoincreasetheutilityandtoreducePtontheperunitareaoftheelectrode[1-3 ] Carbonnanotubes supportedPt (Pt/CNTs)catalystispreparedusingcar bonnanotubewithhighporosityandspecificsurfaceareaascarrierandiscomparedwithcarbon supported Pt (Pt/C)catalyst Becausecarbonnanotube (CNT )has particulardynamics ,electromagnetic ,physicalandchemicalperforman…     

反胶束法制备PEMFC电催化剂的研究

在采用反胶束法制备PEMFC用Pt/C电催化剂时,比较了3种不同类型的表面活性剂,其中由阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)组成的反胶束能制备出较小的Pt粒径,分布均匀的Pt/C电催化剂。降低反胶束中H2PtCl6水溶液的浓度,能减小催化剂中Pt的粒径,Pt(111)晶面间距也缩小,电催化活性提高。由该方法制备的Pt/C电催化剂的电化学性能与JohnsonMatthey公司的催化剂性能相当。由于反胶束法操作简便,所得催化剂粒径均匀,在PEMFC电催化剂制备方面具有较好的应用前景。     

TiO2纳米管掺杂Pt/C催化剂对甲醇电氧化性能影响

利用电化学方法研究了TiO2纳米管掺杂商业Pt/C催化剂(JM公司)对甲醇电氧化性能的影响.通过对不同掺杂量、不同制备方法等研究,利用循环伏安法和恒电位氧化法等手段,表明:掺杂20%TiO2纳米管的电催化剂对甲醇氧化具有较高活性,这可能是由于Pt和Ti之间产生的相互作用,使得甲醇更容易被活化,而二氧化钛本身携带的氧源,更有助于催化氧化甲醇反应的中间产物,减弱了Pt催化剂中毒程度.     

甘油和乙醇在Pt-CeO2/C电极上的氧化

用交替微波加热法快速制备CeO2/C复合材料,进而制备Pt-CeO2/C.用电化学方法研究了甘油、乙醇在KOH溶液中,在Pt/C和Pt-CeO2/C电极上的电化学氧化性能.结果显示:负载在碳粉上的Pt和Pt-CeO2催化剂对甘油和乙醇的电化学氧化具有较高的活性,而Pt-CeO2/C催化剂与Pt/C催化剂相比,表现了更好的活性和更强的抗毒化能力.     

Pt-ZrO2/C催化剂对CO电氧化机理探讨

采用传统的浸渍还原法制备了Pt-ZrO2[20%Pt-ZrO2(质量分数)]催化剂并研究了其对CO电氧化的催化活性.CO溶出实验结果表明:ZrO2的加入使吸附在催化剂表面的CO氧化电位向低电位方向移动,有利于提高催化剂的抗CO中毒能力.利用平均场模型和RO-PG模型对吸附在Pt-ZrO2/C电极表面的CO氧化机理进行了模拟,结果表明在Pt-ZrO2/C电极表面吸附的CO氧化遵从平均场模型.     

水热法制备质子交换膜燃料电池阴极Pt/C催化剂

采用硫代乙酰胺(TAA)为沉淀剂,水热法合成40%Pt/C质子交换膜燃料电池阴极催化剂,通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)考察了Pt/C催化剂的物理性能,并利用循环伏安法(CV)分析了催化剂的电化学活性,采用旋转圆盘电极(RDE)评价了催化剂的氧还原催化活性。实验表明水热硫化物沉淀法合成催化剂受反应pH值、氯铂酸与沉淀剂硫代乙酰胺的配比、H2热处理等制备条件的影响,制得的Pt/C催化剂粒径小(平均粒径3nm左右)并且分布均匀,催化性能较好。     

非晶态Pt-CoSn合金上的甲醇电催化氧化

为了研究Pt修饰非晶态催化剂对甲醇电催化氧化行为的影响,采用两步法合成了碳载Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂。使用透射电镜和X射线衍射技术分析了CoSn/C前体和Pt-CoSn/C催化剂的形貌及晶体结构;利用循环伏安法和旋转圆盘电极技术测试电化学性能,比较了Pt/C、PtRu/C和Pt-CoSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性。结果表明,Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂对甲醇氧化有较好的电催化性能,Pt用量显著降低。非晶态CoSn合金具有良好的质子和电子传导能力,提高了Pt对甲醇氧化的电催化活性;Pt-CoSn/C对甲醇电催化的质量活性和稳定性要优于PtRu/C催化剂。