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《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2005年
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直接醇类燃料电池阳极铂基电催化剂的研究

姜鲁华  
【摘要】:直接乙醇燃料电池除具有功率密度高、操作简单、携带方便等特点外,其独特的优势是乙醇是一种价廉易得的可再生绿色燃料。然而,乙醇电氧化的复杂性使得探索高效乙醇电氧化催化剂成为一项具有挑战性的工作。 本文采用三种方法制备了PtSn/C催化剂,并对制备条件进行了优化。考察了不同Sn前体、Pt/Sn比例、还原温度及后处理气氛对乙醇催化活性的影响。通过XRD和分析电镜研究了PtSn/C和PtRu/C催化剂结构的不同,并将其结构与催化氧化乙醇的活性进行了关联。 在对SnO_2纳米粒子粒径可控的基础上,设计并制备了三种具有不同微观结构—表层富铂、表层富锡及铂锡合金纳米粒子,并采用紫外可见光谱、红外光谱、分析电镜、X光能谱、X射线衍射等技术对催化剂进行了深入研究。电化学及单池性能测试结果表明,表层富铂的PtSn纳米粒子对乙醇电氧化具有更好的催化活性,其作为阳极催化剂的直接乙醇燃料电池单池性能达到80mW cm~(-2),比相同操作条件下文献报道的最高值高约一倍。对自制铂基催化剂组装的DEFC单池进行了稳定性测试,分析性能衰减的原因。 采用二氯二乙二胺合铂和硝基硝酰钌为前驱体,利用浸渍氢还原法制备了PtRu/C催化剂,并将其甲醇氧化活性与商品PtRu催化剂进行了比较,发现催化剂对甲醇电氧化活性随PtRu合金度的增大而提高。 开发了全氟磺酸离子交联聚合物(PFSt)稳定的Pt胶体及Pt/C催化剂,其作为DMFC阴极的性能要远高于PTFE为稳定剂的催化剂。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM911.4

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 高海丽;低温燃料电池低铂催化剂的制备及性能研究[D];华南理工大学;2011年
2 吴燕妮;高性能及低铂燃料电池催化剂的制备及研究[D];华南理工大学;2010年
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1 张敏;有序Pt纳米阵列电极的制备及其电催化性能的研究[D];武汉理工大学;2011年
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3 李玉鹏;高有序度纳米碳材料的研制及其用作燃料电池电催化剂载体的研究[D];华南理工大学;2011年
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9 曾巧;免增湿、高性能燃料电池催化剂的制备和研究[D];华南理工大学;2012年
10 李月霞;高性能、低铂燃料电池催化剂的制备及性能研究[D];华南理工大学;2012年
【参考文献】
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1 周卫江;低温直接醇类燃料电池阳极催化剂研制[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
2 李文震;直接甲醇燃料电池阴极碳载铂基催化剂的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
3 周振华;直接甲醇燃料电池:高分散高负载铂基电催化剂的制备规律研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
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【共引文献】
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9 赵新生,姜鲁华,孙公权,杨少华,衣宝廉,辛勤;新型Pt-Sn/C阳极催化剂对乙醇的电催化氧化性能[J];催化学报;2004年12期
10 张云河;李新海;邓凌峰;王志兴;胡启阳;;质子交换膜燃料电池Pt/C阴极催化剂性能的强化研究评述[J];材料导报;2004年05期
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10 张昀;魏丽;林森;吕英杰;王清静;魏昂;张树永;;一种新型的直接甲醇燃料电池电催化剂载体的研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 莫光权;功能化碳纳米管材料在微生物燃料电池中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘洋;碳载Pd及碳载Pd-Au催化剂对甲酸电催化氧化的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 高艳伟;炭载Pd-Ni催化剂对甲酸的电催化氧化[D];哈尔滨师范大学;2010年
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10 李静;质子交换膜燃料电池膜电极性能及耐久性研究[D];武汉理工大学;2011年
【同被引文献】
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1 陈玲;李晶晶;栾晓东;叶锋;王新东;;直接甲醇燃料电池PtSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性[J];北京科技大学学报;2007年10期
2 徐洪峰,林治银,邱艳玲,唐倩;用于质子交换膜燃料电池的碳载铂电催化剂[J];催化学报;2003年02期
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1 张新卫;直接乙醇燃料电池新型阳极催化剂的研究[D];北京交通大学;2011年
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10 吴燕妮;高性能及低铂燃料电池催化剂的制备及研究[D];华南理工大学;2010年
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1 郭玉国;纳米线的电化学模板法制备与表征[D];青岛大学;2001年
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6 张燕;直接甲醇燃料电池阴极卟啉催化剂的制备和表征[D];山东理工大学;2008年
7 张生;原位法制备质子交换膜燃料电池用Pt/MWNTs和PtCo/C电极的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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10 赵晓峰;化学气相沉积可控制备碳纳米管及其复合材料[D];大连理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 洪平;微型直接甲酸燃料电池电源的设计、制备及其催化剂研究[D];华南理工大学;2011年
2 李玉鹏;高有序度纳米碳材料的研制及其用作燃料电池电催化剂载体的研究[D];华南理工大学;2011年
3 范汇吉;环境因素对铝空气海水电池阴阳极性能的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2012年
4 王岩;控制形貌与组分合成高性能PEMFC阴极催化剂的研究[D];北京工业大学;2012年
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6 魏昭彬,刘建国,乔亚光,周卫江,李文震,陈利康,辛勤,衣宝廉;直接甲醇燃料电池性能[J];电化学;2001年02期
7 宋树芹,陈利康,刘建国,魏昭彬,辛勤;直接乙醇燃料电池初探[J];电化学;2002年01期
8 苏爱华,李长志,孙公权,张颖,陆天虹;Pt/C-SPE和PtRu/C-SPE膜电极上甲醇的催化氧化[J];电化学;1995年04期
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10 陈延禧;聚合物电解质燃料电池的研究进展[J];电源技术;1996年01期
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3 谢方艳,孟辉,沈培康;直接醇类燃料电池用立体电极的构筑[J];电池;2004年03期
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3 李莉;李兰兰;魏子栋;;氧电极催化剂MnO_2的掺杂研究(一)中性掺杂模型[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
4 吴云霞;李平;周兴贵;侯倩青;杨代军;林瑞;;Pt/CNF电极催化剂的制备及表征[A];上海市化学化工学会2007年度学术年会论文摘要集[C];2007年
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6 张俊民;张松林;;Molecular iodine: a powerful homogeneous catalyst for the easy and efficient synthesis of perimidine derivatives under mild conditions[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
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7 陈煜;直接醇类燃料电池阳极催化剂的研究[D];南京师范大学;2006年
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