反胶束法制备PEMFC用Pt-Ru/C催化剂

采用反胶束法制备质子交换膜燃料电池(PEMFC)用Pt-Ru/C催化剂.反胶束体系由环己烷、水、表面活性剂和正辛醇组成.研究了反胶束体系中水与表面活性剂的物质的量之比(ω)、不同类型的表面活性剂和不同还原剂等因素对Pt-Ru/C催化剂性能的影响.研究表明,采用SDS为表面活性剂,控制ω值在适宜的范围内,采用强还原剂KHB4,在室温下反应,可得到粒径小、分布均匀的Pt-Ru/C催化剂.透射电镜(TEM)测试结果表明,Pt-Ru粒子的平均粒径为3.1nm;X射线衍射(XRD)分析表明,Pt-Ru/C催化剂合金化程度高,相对结晶度为3.1;能量散射能谱(EDS)分析表明,形成的Pt和Ru的含量接近实验设定值.在0.5mol/L的H2SO4以及与0.5mol/L的CH3OH混合溶液中的循环伏安测试结果表明,自制Pt-Ru/C催化剂与Johnson公司商品Pt-Ru/C催化剂的电化学性能相近.

浸渍溶液中有机组分对Pt-Ru/C催化剂性能的影响

采用浸渍还原法制备Pt-Ru/C催化剂,选用不同的有机组分(如乙醇、异丙醇、四氢呋喃和乙二醇)组成浸渍溶液.这些有机组分与前驱体(PtC l62-和Ru3+离子)形成的配合物空间位阻的不同,直接影响前驱体在载体表面的吸附状况和还原电位,进而影响粒子尺寸、晶体结构和Pt-Ru/C催化剂的性能.实验表明,采用等体积比的乙二醇和水混合溶剂制备的Pt-Ru/C催化剂,透射电镜测试Pt-Ru粒子的平均粒径为2.7 nm,且粒径分布均匀;X射线衍射分析表明,Pt-Ru粒子相对结晶度低(IPt/IC=1.67),合金化程度较高(Pt-Ru合金中Ru原子分数为0.471).在0.5 mol/L H2SO4和0.5 mol/L CH3OH混合溶液中的循环伏安测试表明,所制备的Pt-Ru/C具有良好的催化活性和抗CO中毒能力.