循环伏安法究乙醛和乙酸对乙醇电氧化行为的影响.pdfVIP

摘 要 作为甲醇的替代，乙醇安全、无毒、方便、具有更高的能量密度（8.01kWh/kg ）， 另外，乙醇可以通过含糖原料发酵大量生产。但直接乙醇燃料电池（DEFC ）的商业化 尚有诸多问题亟待解决。因此，在直接乙醇燃料电池的研究开发过程中，对乙醇电化学 氧化机理的探究成为研究焦点。本实验研究的重点是制备直接乙醇燃料电池阳极催化剂 以及乙醛、乙酸对乙醇氧化的影响及可能的机理。在铂电极上电沉积纳米铂颗粒，结果 显示修饰电极对乙醇均有很好的催化作用。在石墨电极上修饰钯颗粒，结果显示修饰电 极对乙醇在碱性介质中有很好的催化活性。 铂电极在氯铂酸溶液中以循环伏安法电沉积铂颗粒，形成的铂颗粒在铂电极上 分布均匀、紧密，且排列有序，循环伏安和阻抗结果显示，乙醇在该电极上是完全不可 逆过程，由扩散步骤控制，电催化氧化的电子传递速度增加，电化学反应阻力减小，因 此，铂颗粒修饰铂电极对甲醇氧化具有催化活性。 采用循环伏安法分别研究了乙醛、乙酸对铂电极上乙醇氧化的影响。结果表明， 加入乙醛可使乙醇的氧化峰电流减小，对比证明乙醇氧化峰电流的减小不单是乙醛的氧 化引起，乙醛的聚合物在铂电极上的吸附也抑制了乙醇的氧化。乙酸对乙醇氧化的也有 明显的抑制作用，认为与乙酸乙酯对乙醇氧化的抑制作用有关。 研究不同介质里乙醇氧化的电化学行为。结果表明，硫酸浓度在0. 05—1.0mol/L 范围内，浓度越大，越有利于乙醇的电化学氧化，硫酸钠浓度在0. 1—0.5mol/L 范围内， 浓度越低，越有利于乙醇的电化学氧化;在含硫酸钠的酸性介质中，硫酸浓度的增大不利 于乙醇的氧化。不管含硫酸钠与否，碱性介质中，氢氧化钠浓度的增大都不利于乙醇的 催化氧化。 应用恒电位方法，在石墨电极上电沉积钯颗粒。电化学测试结果显示，乙醇在 Pd/石墨电极上电催化氧化的电子传递速度增加，电化学反应阻力减小，因此，Pd/石墨 催化剂对乙醇氧化具有催化活性。 关键词：铂颗粒 钯颗粒 乙醇氧化 循环伏安 介质 I Abstract As an alternative to methanol,ethanol is safer,non-toxic,more convenient ,and has greater energy density(8.01kWh/kg),in addition,ethanol can be easily produced in great quantity through fermentation of sugar-containing raw materials. But the commerce of DEFC has so many difficulties.Therefore,the mechanism of ethanol oxidation and anode electrocatalysts has been extensively studied and is still the subjects of interest. In this thesis,the preparation of anode catalysts,the influence of acetaldehyde and acetic acid and the mechanism of ethanol oxidation are investigated systematically.Ethanol oxidation using Pt particles deposited over Pt electrode as electrocatalyst showing high electrocatalytic activities.The high electrocatalytic activities of the Pd particles deposited over