[01649478]直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究

直接甲醇燃料电池具有广阔的应用前景，但阳极催化剂低的活性和可能的毒化等阻碍了其实际应用。瞄准提高催化活性和降低催化剂的毒化，该项目侧重于甲醇等电氧化用纳米催化剂的制备新方法、催化剂组成、粒子大小、结构等与反应性关联方面的研究。采用低温固相反应、新的有机溶胶途径和羰基簇合物途径等方法制备了纳米铂及其合金催化剂，并对方法进行了优化。结果表明合成得到的铂及其合金催化剂主要采用铂FCC结构(固态溶液)，粒子小(粒径 ＜2 - 5 nm)且分布窄，组成可调且可控，获得的纳米催化剂对甲醇氧化呈现了较高的质量比活性和面积比活性。催化活性与催化剂粒子大小、组成、结构等密切相关，如：粒子大小为约3 nm左右，催化剂的质量比活性最高；催化剂的活性主要与催化剂的表面组成(而不是本体组成)有关；催化剂的无定型成分含量多，催化剂活性高，但长程稳定性不好。Pt-Ru催化剂仍是最活泼的二元催化剂，但添加钛、锇、镍等物种确实能进一步提高催化活性，增强的活性源自于协同效应和电子效应，从而降低了催化剂的毒化。这些研究为正确理解氧化机理、研发出高性能实用阳极催化剂提供了有价值的理论和实际依据。