酞菁类化合物用于DMFC催化剂的研究进展

综述了酞菁类化合物(Pcs)用于直接甲醇燃料电池(DMFC)催化剂的研究进展;概述了Pcs用于DMFC阴极催化剂的催化机理和影响因素及耐甲醇性能;讨论了Pcs修饰Pt构成的DMFC阳极复合催化剂的研究现状和催化机理.     

四磺酸基酞菁铜修饰铂胶体的合成与表征

采用化学还原方法成功地合成了CuTsPc修饰的纳米Pt胶体,对合成的纳米铂颗粒进行了表征.X射线光电子能谱(XPS)测试表明胶体中的Pt以零价态存在,透射电子显微镜(TEM)照片显示胶体中纳米铂颗粒分散均匀,平均粒径约为3.7 nm.选用摩尔比为n Pc∶n Pt-1∶10时,利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)检测到合成的纳米pt粒子表面原子暴露在修饰离子之外,所修饰的四磺酸基酞菁铜本身又具有催化作用,使得这种粒子在复合催化领域极具应用前景.     

M-N4大环化合物对O2的催化还原机理

M-N4大环化合物由于良好的电催化活性和选择催化性,使其有望替代Pt应用于燃料电池阴极。介绍了M-N4大环化合物在阴极催化还原O2领域的相关研究。M-N4大环化合物催化还原O2存在两条方便的途径,即中心金属离子与O2之间的电子转移存在4e和2e两个过程。Fe大环化合物是一个4e催化还原O2过程,而多数Co大环化合物是一个2e催化还原O2过程,多核大环化合物可以促进O2催化还原的4e过程。中心金属离子氧化还原电势影响M-N4大环化合物催化还原O2的性能。     

MPc-Pt／C复合催化剂的甲醇氧化催化活性研究

介绍了用浸渍法制各金属酞菁（MPc,M=Fe、Co、Ni、Cu）掺杂Pt／C抗甲醇中毒复合催化剂。TEM图显示,Pc在复合催化剂中分散性良好,没有发生大的团聚。运用循环伏安法系统评价了这几种复合催化剂的甲醇氧化参数,甲醇氧化峰电流（If）与中间产物氧化峰电流（Ib）的比值If/Ib以及甲醇氧化单位质量峰电流密度Im,得到催化活性强弱顺序：CuPc-Pt／C〉NiPc-Pt／C〉CoPc-Pt／C〉FePc-Pt／C,即促进甲醇氧化的催化活性随金属酞菁中心金属离子3d轨道电子数增加而递增。MPc-Pt／C复合催化剂基本都要在40次循环以后If/Ib比值趋于稳定,其中CuPc-Pt／C稳定性最好。     

CUTsPc掺杂Pt/C对甲醇催化行为的研究

研究了在E-TEK商品级Pt/C中掺杂四磺酸基酞菁铜(CuTsPc)后对甲醇的催化行为。红外分析结果表明,四磺酸基酞菁铜与Pt以Pt-SO3-结合。所得的复合催化剂与E-TEK商品级Pt/C在0.5mol/LCH3OH 1mol/LH2SO4的混合溶液中的循环伏安曲线比较,复合催化剂正扫峰电流大,回扫峰电流小,同时具有更低的氧化还原电位,说明复合催化剂具有更高的对甲醇的催化活性。通过改变扫描速度对两者的动力学参数进行比较,得出复合催化剂具有更低的Tafel斜率,有利于降低电极极化时的过电势。