超声频率对碳纳米管结构及其负载PtRu催化剂催化活性的影响

在浓硝酸和浓硫酸混合液中,采用频率分别为25、40、60和80kHz的超声波对碳纳米管(CNTs)进行官能团化处理,运用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FT-IR)、热重分析(TG)等手段,考察了超声处理对碳纳米管晶相结构、表面基团、含氧基团含量的影响。以不同超声频率处理的碳纳米管作为载体,制备了一系列碳纳米管负载PtRu催化剂,并用X射线衍射技术对催化剂的晶体结构进行了表征。采用循环伏安法(CV)测试了催化剂对甲醇电氧化反应的催化活性。结果表明,采用超声频率为60Hz处理的碳纳米管具有较高的含氧基团含量,用其作为载体制备的Pt-Ru/CNTs60催化剂具有最佳的甲醇电氧化催化活性。

壳聚糖修饰甲醇燃料电池PtRu催化剂

利用化学沉积法将壳聚糖(Chitosan)修饰于直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂中,制得PtRu/CNT-CS催化剂,并考察了其对甲醇的电催化氧化性能。壳聚糖的修饰使甲醇氧化的电流密度由29.3 m A/cm^2增加到44.8 m A/cm^2,电荷转移电阻明显减小。

硅钨酸对甲醇燃料电池阳极PtRu催化剂性能的影响

用硅钨酸(H4[Si O4(W3O9)4]·x H2O)去修饰直接甲醇燃料电池(DMFC),制备PtRu/CNT-Si W12复合催化剂。电化学测试表明,与PtRu/CNT催化剂相比,PtRu/CNTSi W12催化剂起始氧化电位负移,活性增强,电荷转移能力增大,具有更高的抗中毒能力。

碳纳米管/石墨烯负载PtRu催化剂对甲醇的电催化氧化

以碳纳米管(CNT)和石墨烯(GNS)混合材料作为载体,采用微波还原法将PtRu纳米粒子负载到混合载体表面,制备了PtRu/CNT-GNS纳米催化剂。透射电镜(TEM)结果显示,PtRu纳米粒子均匀地分散在混合载体表面,粒径分布范围较窄,平均粒径约为2.17nm。电化学测试结果表明,与单一碳载体负载的催化剂PtRu/CNT相比,PtRu/CNT-GNS呈现出更高的甲醇氧化活性和更好的抗中毒能力。

甲醇电氧化催化剂Pt／CeO2-CNTs与PtRu／C的比较研究

为认识合成催化剂Pt/CeO2-CNTs与商用催化剂PtRu/C(E-TEK)的催化性能和结构特点,用CO溶出法和恒电位氧化法比较了这两种催化剂对CO的电氧化活性,运用循环伏安法和恒电位氧化法比较了这两种催化剂对甲醇的电氧化活性.CO电氧化实验结果表明,PtRu/C上CO的电氧化活性明显优于Pt/CeO2-CNTs;甲醇电氧化实验结果却表明,Pt/CeO2-CNTs与PtRu/C上甲醇电氧化表观活性相当.为从结构特点上解释PtRu/C上CO电氧化和甲醇电氧化活性的不一致,对PtRu/C进行了循环伏安扫描和CO溶出实验.结果表明,PtRu/C的甲醇电氧化电流之所以没有预期高,一是由于Pt比表面积不够大,同时Pt-Ru之间协同作用有待提高.本研究结果表明,尽管Ru对Pt上CO电氧化有显著助催化作用,但要充分发挥其对Pt上甲醇电氧化的助催化作用,需同时提高Pt表面积和Pt-Ru接触界面.该结论对设计甲醇电氧化催化剂具有普适意义.