稀土—鈀基催化劑對于甲醇在堿性條件下電氧化的催化性能研究.pdf

1、本研究制備直接甲醇燃料電池陽極催化劑，通過采用不同稀土的修飾和對催化劑載體的功能化，提高Pd基催化劑在堿性條件下對甲醇的電氧化性能;通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)等對催化劑的結構、形貌和組分進行表征;采用循環(huán)伏安(CV)、計時電流(CA)、線性掃描(LSV)和CO溶出伏安法研究了催化劑在堿性條件下的電化學性能。
　　采用NaBH4還原的方法制備了

2、不同比例的Pd-Tb/C催化劑。 XRD和TEM結果表明Pd-Tb納米粒子可以很均勻的分散在炭黑上。電化學測試結果表明:和20％Pd/C催化劑相比，20％Pd-1％Tb/C催化劑在堿性條件下對甲醇具有更高的催化活性，但是Tb的作用不能解釋為雙功能機理。根據(jù)XPS結果表明額外加入的Tb增加了零價Pd的含量而使催化劑的催化活性增加。通過ICP-AES，可以測得Pd和Tb的含量分別為19.43％和0.9360％。
　　采用NaBH4還原

3、和熱處理的方法制備了Pd-Y/C的雙金屬催化劑。通過結構和形貌表征，結果表明納米粒子可以很均勻的分散在炭黑載體上。電化學測試CV、CA和CO溶出伏安法表明:和20％Pd/C催化劑相比，20％Pd-5.0％Y/C催化劑在堿性條件下對甲醇的電氧化具有高的催化活性和穩(wěn)定性，并且加入的Y能夠促進移除吸附的CO，這種促進作用可以用雙功能機理解釋。
　　用NaBH4還原的方法制備出含有少量La2O3的20％Pd-3.0％La2O3/C催化劑。

4、XRD和TEM對其結構和形貌進行了表征。電化學測試CV、CA和CO溶出伏安法表明:和20％Pd/C催化劑相比，20％Pd-3.0％La2O3/C在堿性條件下對甲醇的電氧化具有更好的催化活性和穩(wěn)定性，但是La2O3的作用不能解釋為雙功能機理。XPS分析表明加入的La2O3增加了零價Pd的含量而使催化劑具有好的催化活性。
　　基于20％Pd-1％Tb/C的好的催化活性，制備了負載在活化的碳納米管上的20％Pd-1％Tb/aCNTs的催

5、化劑。和20％Pd-1％Tb/C催化劑相比，Pd-Tb的粒子在載體上發(fā)生了團聚，是由于活化的碳納米管比較疏水;電化學測試結果表明20％Pd-1％Tb/aCNTs催化劑對甲醇的催化活性降低了，是由于納米粒子的團聚造成的。用PDDA功能化aCNTs以后，制備的20％Pd-1％Tb/aCNTs-PDDA的催化劑比20％Pd-1％Tb/C催化劑呈現(xiàn)了好的催化活性，這是由于PDDA的存在使納米粒子具有好的分散性并且增加了催化劑中Pd(0)的含量。