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《大连交通大学》 2015年
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静电纺丝法制备用于ORR的PdCo催化剂

韩苗  
【摘要】:电催化剂是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键材料之一,它对PEMFC的稳定性、使用寿命以及成本等有着非常重要的意义。因此,对于PEMFC中阴极来说,研发成本低,稳定性能好的阴极电催化剂具有非常重要的理论意义以及应用价值。本文通过静电纺丝法制备了电催化剂。首先通过静电纺丝装置制备了含有Pd、Co盐的纳米纤维,然后将制备好的纳米纤维干燥后在N2保护下进行煅烧还原,得到了Pd/C及Pd和Co的原子比不同的Pd Co/C电催化剂。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),扫描电子显微镜(SEM),多晶X射线衍射技术(XRD)等表征手段考察了纺丝液浓度、纺丝电压以及距离对制备的纳米纤维的形貌的影响,确定最佳纺丝条件;同时考察了管式炉煅烧时间,还原温度等对电催化剂形貌影响。结果表明,当纺丝液中PVP浓度为11%,纺丝电压为18 k V,距离为18 cm时制备的纳米纤维直径较小,且分布均匀;煅烧温度为550℃,时间5 h时,电催化剂为纤维状,分布均匀,形貌最佳。进一步比较了Pd/C、Pd Co/C以及Pd Co/C与Pt/C混合电催化剂的电化学性能。Pd/C与Pd Co/C两种电催化剂比较,Pd Co/C的电化学性能较好,其中当Pd和Co原子比为3:1时,Pd Co/C电催化剂具有最好的ORR催化学性能和较好的耐甲醇性能;制备了不同比例的Pd3Co1/C和Pt/C混合电催化剂,当Pd3Co1含量低于20%时,在酸性条件下电化学活性表面积、抗老化性能以及稳定性能都优于Pt/C催化剂;通过计时电流法进行了稳定性测试,经过2400 s后,Pd3Co1/C+Pt/C(1:9质量比)的电流密度达到了1.30 m A/cm2,而Pt/C的电流密度为0.34 m A/cm2。
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O643.36

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