调变多元醇法制备高载量PtC催化剂对甲醇氧化的电催化活性.pdfVIP

第42卷 第9期 稀有金属材料与工程 、，01．42．No．9 2013年 ANDENG姗ERING 2013 9月 RAREMETAL～“ⅡERIALS S印tember 调变多元醇法制备高载量Pt／C催化剂对甲醇氧化 的电催化活性 张俊敏，朱芳芳，刘伟平，张昆华，管伟明 (昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室，云南昆明650106) 摘要：采用一种新的调变多元醇法制备用于直接甲醇燃料电池的50％(质量分数，下同)P“c阴极电催化剂。利用x 射线衍射、透射电镜以及动态伏安法表征催化剂的物相组成、微观组织形貌以及电化学性能。研究结果表明，该法制 备的P“c催化剂平均粒度小(约为2．52nm)、粒度分布均匀、分散性好，峰电流密度为740．7 mA／mg。通过对比实验， 发现采用该法制备的催化剂对甲醇氧化的电催化活性、稳定性均优于同类型载铂量更高的商品催化剂。 关键词：Pt／C催化剂；调变多元醇法；直接甲醇燃料电池；电化学性能 中图法分类号：TGl46．3+3；0643—36文献标识码：A 到Pt／C纳米粒子(先负载后还原方式)。该法兼具了浸 直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具有燃料来源方 便、便于携带等优点，受到国内外研究者的关注。对于 渍法和胶体法的优点，制备过程简单且粒度分布可控。 甲醇的电催化氧化，高载量的～C电催化剂仍然是广 所制备出的Pt／C催化剂晶粒细小且粒度分布均匀，分 泛采用的电催化材料。因此制备具有高均一性和良好分 散性好，催化活性高。 散度的炭载Pt催化剂对于研究甲醇的电催化氧化具有 1 实 验 重要意义。目前报道较多的Pt／C催化剂的化学合成方 法中包括浸渍还原法、离子交换法、Bonnemann法、 有机胶体法等[1】，这些传统方法制备Pt／C催化剂存在二苯醚中，加热到100℃，加入油酸、油酸酰胺作为 很多问题，如浸渍还原法和离子交换法制备的催化剂 稳定剂后，加入400℃热处理的VUlcanXC．72碳黑， Pt颗粒容易团聚，粒度较大；Bo皿emann法成本高， 制备过程复杂，且产物杂质含量相对较高；有机胶体法 原剂1，2．十二烷基二醇，缓慢升温至250℃时开始回 工艺条件难控制，产品分离困难等。 流反应30min。冷至室温后，过滤分离沉淀，用无水 自1989年美国科学家Fievet【2】等首次报道用多元乙醇洗涤多次，85℃真空干燥2h，即得50％Pt／C， 50％．Pt／C。 醇法制备出单金属或双金属纳米粒子的磁性材料以来， 标记为IPM 人们用多元醇法已制备出非担载型的Pt、Rh、Rul3J和采用日本理学D／max．RC型X射线衍射分析仪来 co．cu纳米晶[4】、炭担载型Pt纳米粒子和Pt基二元催化研究Pt／c催化剂的晶体结构。工作条件为：石墨单色 器，辐射CuKa靶，管压40kV，管流80mA。 剂‘5，61，单分散的FePt纳米粒子【7，81，白组装的FePt纳米 用JEOL 晶[9】’单层包覆的PtⅥ7e纳米粒子以及担载型PtCo／c纳 米催化剂掣10，1¨。这种方法是将前驱体溶液先还原成Pt载在碳载体上的Pt晶粒尺寸和催化剂的表面形貌，加 纳米粒子，然后将其转移负载到碳载体上。该法很容易 速电压为100kV。