摻雜氮化鈦納米管載Pt催化劑對甲醇電催化氧化的研究.pdf

1、目前在低溫甲醇燃料電池應(yīng)用中，廣泛使用的鉑碳電催化劑(Pt/C)因為碳材料載體的易腐蝕性以及與Pt金屬的結(jié)合力較差，容易導(dǎo)致Pt的脫落與團(tuán)聚，最終使得電池的壽命縮短，因此研究具備活性高的和穩(wěn)定性好的電催化劑具有重大的意義。本文通過簡易的溶劑熱法和氮化后處理能夠可控的合成一維（1D）的氮化鈦、氮化硅鈦和氮化釩鈦，同時再作為載體擔(dān)載Pt催化劑。通過各種表征手段對所制備的催化劑物相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　納米管氮化鈦鉑基催化劑（

2、Pt/TiN NTs）具備大的比表面積、優(yōu)良的穩(wěn)定性和催化活性。一維的納米管具備粗糙的管壁以及孔洞結(jié)構(gòu)，Pt顆粒能夠均勻的負(fù)載在其表面，同時XPS結(jié)果顯示Pt與TiN NTs之間存在強(qiáng)的相互作用，Pt顆粒難以發(fā)生脫落以及遷移，所以Pt/TiN NTs對甲醇的催化氧化能力明顯優(yōu)于商業(yè)的Pt/C。
　　納米管氮化硅鈦鉑基催化劑（Pt/Ti0.95Si0.05N NTs）可以通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體的量可控合成。由于Si元素的引入，Pt/Ti0.

3、95Si0.05N NTs對甲醇的催化氧化能力明顯優(yōu)于Pt/TiN NTs和Pt/C，且具備更好的穩(wěn)定性與更高的質(zhì)量比活性。在加速老化的測試中可以看到Pt/Ti0.95Si0.05N NTs具備更好的耐久性，經(jīng)過9000圈的測試后，電化學(xué)活性面積仍然保留60％。XPS結(jié)果證明了因為Si元素加入能夠引起Pt的電子結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而使得催化劑活性與穩(wěn)定性的提高。
　　納米管氮化釩鈦鉑基催化劑（Pt/TiVN NTs）作為甲醇氧化電催化劑