活性炭载Au-Ru合金作为直接甲酸燃料电池阴极催化剂的研究

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直接甲酸燃料电池催化剂的研究进展

硕士研究生课程论文(2010-2011学年第一学期)题目：直接甲酸燃料电池催化剂的研究进展硕士研究生：江正福直接甲酸燃料电池催化剂的研究进展江正福摘要：本文主要从直接甲酸燃料电池的阳极电化学氧化机理、阳极催化剂的制备方法、中毒机理、催化剂性能的影响因素以及研究现状等方面进行介绍，最后讨论直接甲酸燃料电池作为新型能源的未来发展前景。

关键词：直接甲酸燃料电池；阳极催化剂；制备方法；中毒机理1 引言：由于能源危机的提前到来，燃料电池作为新型替代能源提前登上了历史的舞台并扮演着重要的角色，然而由于成本以及技术等方面的原因，直接甲醇燃料电池成为世界上许多国家的研究开发热点，并已取得了可喜的成绩，但是甲醇有相当高的毒性，刺激人的视觉神经，过量会导致失明。

因此，要想实现低温燃料电池在便携式电源领域的应用，很有必要探索其他的无毒液体燃料来替代高毒性的甲醇，甲酸-这种有机小分子由于其诸多优点引起了人们广泛的兴趣。

首先，与甲醇相比，甲酸无毒。

其次，甲酸不易燃，存储和运输安全方便。

三，甲酸的电化学氧化性能要比甲醇好，用甲酸作燃料时，在标准状态下的理论开路电压为1.45V，高于甲醇。

四，甲酸作为燃料，可以有很高的浓度，即使达到20mol/L，还是有很好的性能。

五，甲酸是一种电解质，有利于增加阳极室内溶液的质子电导率。

六，由于Nafinon膜中的磺酸基团与甲酸阴离子间有排斥作用，因此，甲酸对Nafion膜的渗透率远小于甲醇。

由于其上述诸多优点，因此它是一种很有发展前景的替代能源。

2 甲酸的电化学氧化机理与所有的质子交换膜燃料电池一样，直接甲酸燃料电池阴极使用的都是空气。

甲酸首先在阳极被氧化，生成质子和电子，质子通过质子交换膜传输到阳极与氧反应生成水，而阳极生成的电子通过外电路传输到阴极。

阳极:HCOOH→CO2+2H++2e- (l)阴极:1/2O2+2H++2e-→H2O (2)总反应:HCOOH+1/2O2→CO2+H2O OCV~1.48V (3)甲酸氧化机理比较复杂，目前还没有定论。

直接甲酸、甲醇燃料电池阴极催化剂的研究

直接甲酸、甲醇燃料电池阴极催化剂的研究
作者:贾羽洁
学位授予单位:南京师范大学
1.陈成良多孔材料的制备及其在甲醇燃料电池中的应用[学位论文]2010
2.陈先学甲醇燃料电池阳极催化剂的研究[学位论文]2004
3.刘春艳.马德娜.唐亚文.陆天虹直接甲酸燃料电池阴极催化剂的研究[会议论文]-2009
4.何志斌.陈金华.刘登友.周海晖.旷亚非甲醇燃料电池阳极电催化剂研究进展[期刊论文]-电池2004,34(4)
5.刘春艳.徐斌.唐亚文.曹高萍.杨裕生.陆天虹.LIU Chun-Yan.XU Bin.TANG Ya-Wen.CAO Gao-Ping.YANG Yu-Sheng.LU Tian-Hong大孔碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸能力[期刊论文]-高等学校化学学报2011,32(1)
6.王秀瑜.张敬畅.朱红.WANG Xiuyu.ZHANG Jingchang.ZHU Hong Pt-Au/CNT@TiO2作为甲醇燃料电池的高活性阳极催化剂[期刊论文]-催化学报2011,32(1)
7.陈卫直接甲酸燃料电池炭载Au基阴极复合催化剂的研究[学位论文]2008
8.刘卫锋.唐倩.衣宝廉.张华民燃料电池阴极催化剂的研究进展[期刊论文]-电源技术2002,26(6)
引用本文格式:贾羽洁直接甲酸、甲醇燃料电池阴极催化剂的研究[学位论文]硕士 2010ห้องสมุดไป่ตู้

直接甲醇燃料电池阴极碳载钯基催化剂的研究的开题报告

直接甲醇燃料电池阴极碳载钯基催化剂的研究的开题报告
一、选题背景和意义
随着全球经济的快速发展和能源消耗的不断增长，对可再生能源和清洁能源的需求越来越迫切。

直接甲醇燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色能源技术，其具有
高效率、低排放、可再生等优点，被广泛应用于移动电源、燃料电池车和无线感应器
等领域。

直接甲醇燃料电池的中心是催化剂，其质量和性能直接影响着燃料电池的性能和寿命。

由于甲醇的生成和存储都比较容易，使用甲醇作为电池燃料具有很大的潜力。

因此，针对直接甲醇燃料电池阴极碳载钯基催化剂的研究具有重要的理论和应用意义。

二、研究内容和方法
本研究将从以下几个方面展开：
1. 研究不同制备方法对碳载钯基催化剂性能的影响；
2. 优化催化剂的制备工艺，以提高催化剂的活性和稳定性；
3. 研究催化剂结构与性能之间的关系；
4. 构建直接甲醇燃料电池实验平台，研究催化剂在实际应用中的性能表现。

本研究将采用核磁共振技术、透射电子显微镜、X射线衍射等先进的分析手段对催化剂进行表征，并将采用电化学测试技术对催化剂进行评价。

三、预期结果
本研究预期可得到以下成果：
1. 制备出性能优良的碳载钯基催化剂；
2. 深刻理解催化剂结构与性能之间的联系；
3. 直接甲醇燃料电池的性能、寿命等方面得到有效提高。

四、研究意义
本研究对于推动直接甲醇燃料电池的发展和应用，提高催化剂的性能和稳定性，推进清洁能源技术研究等方面都具有重要的理论和应用价值。

直接甲酸燃料电池用碳载铁卟啉-Au复合阴极催化剂的性能

ｃｒｏｕｐｒｄｃｔｌｔｏｉｎｔｒｐｅｙｏｐｙｉ（ｅＰ）ａｄＡ（ｅＰ — ｕＣｗｒｖｓｇｔｄｈａｎｓｐｏｅａａｓｆｒｅａｈｎｌｒｈｒＦＴＰｎｕＦＴＰＡ／）ｅｅｉｅｔａｅ．Ｔｅｂｔｙｏｔｐｎｎｉ
第２４卷第１１期２００８年１１月
无
机
化
学
学
报
Ｖ０．４Ｎ．１１ｏ１２
ＣＨＩＮＥＳＯＵＲＮＦＩＥＪＡＬＯＮＯＲＧＡＮＩＣＣＨＥＭＩＴＳＲＹ
１０ —１０８３８６
直接甲酸燃料电池用碳载要：究了用于直接甲酸燃料电池（ＦＦ）研ＤＡＣ的碳载铁卟啉（ｅＰ／）金复合阴极催化剂（ｅＰ —ｕＣ对氧还原的电催化性能ＦＴＰＣ、ＦＰＡ／）ｒ
和抗甲酸能力。结果表明，ｅＰ．ｕＣ催化剂对氧气还原反应的电催化活性要远优于碳载铁卟啉（ｅＰ／）ＦＴＰＡ／ＦＴＰＣ和碳载Ａ（ｕＣ￣ｕＡ／）
Ａｂｔａｔｈｌｃｒｃｔｌｔｅｏｍａｃｏｈｘｇｎｒｄｃｉｎａｄｆｒｉａｉｏｅａｃｂｌｙｏｈｓｒｃ：Ｔｅｅｅｔｏａａｙｉｐｒｒｎｅｆｒｔｅｏｙｅｅｕｔｎｏｃｃｄｔｌｒｎｅａｉｔｆｔｅｃｆｏｍｉ
ＰｅｆｒａｃｆＣａｂｎＳｐｏｔｄＦｅｔｔａｈｎｌ０ｐｒｎＡｕａｒｏｍｎｅｏｒｏｕｐｒｅ－ｅｒｐｅｙｐｒｈｉ－ｓＣａｈｄｃＣａａｙｔｉｒｃｏｍｉｉｅｌｔｏｉｔｌｓＤｉｅｔＦｒｃＡｃｄＦｕｌｎＣｅｌ

碳载铂、钌催化剂对甲醇燃料电池阳极电催化性能的研究_实验报告.

碳载铂、钌催化剂对甲醇燃料电池阳极电催化性能的研究【实验目的】甲醇燃料电池阳极催化剂的合成及其电化学催化性能的表征，此实验过程设计无机合成、物理化学及电化学等学科方向内容，对同学熟练运用化学实验基本理论、基本方法和操作具有很好的促进作用。

燃料电池是一类连续地将燃料氧化过程的化学能直接转换为电能的电化学电池，直接甲醇燃料电池（DMFC）由于其结构简单、操作方便和比能量高等优点，具有十分诱人的应用前景，引起广泛的研究兴趣，已经成为燃料电池领域的研究热点。

把相关研究作为实验内容对同学开阔视野，培养科学的思维方式及勇于创新意识具有促进作用。

1. 了解碳载铂与铂钌阳极催化剂的制备方法。

2. 了解甲醇燃料电池的工作原理，掌握催化剂电催化性能的测试方法。

3. 了解甲醇燃料电池阳极电催化反应机理。

【实验原理】一．什么是燃料电池。

燃料电池(Fuel Cell, 简称FC)发电是继水力、火力和核能发电之后的第四类发电技术。

由于它是一种不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料的化学能转化为电能的发电装置，从理论上讲，只要连续供给燃料，燃料电池便能连续发电。

但是，与一般电池不同，FC所用的燃料和氧化剂并不是储存在电池内，而是储存在电池外。

在这一点上，与内燃机相似。

因此，FC又被形象地称为“电化学发电机”。

二．燃料电池的分类燃料电池的分类方式有很多种，可依据所用解质性、工作温度燃料电池的分类方式有很多种，可依据所用解质性、工作温度燃料电池的分类方式有很多种，可依据所用解质性、工作温度燃料的种类以及使用方式等进行分。

目前广为采纳法是燃料的种类以及使用方式等进行分。

目前广为采纳法是依据燃料电池中所用的电解质类型来进行分，即为六燃料：①碱性燃料电池（AFC）碱性燃料电池采用氢氧化钾溶液作为电解液，电池的工作温度一般在60 -220 ℃之间。

②质子交换膜燃料电池（PEMFC）质子交换膜燃料电池采用能够传导质子的聚合物膜作为电解质，比如全氟磺酸膜（Nafion 膜），其主链为聚四氟乙烯链，支链上带有磺酸基团，可以传导质子。

直接甲酸燃料电池阳极催化剂的研究的开题报告

直接甲酸燃料电池阳极催化剂的研究的开题报告一、研究背景甲酸燃料电池近年来备受关注，尤其是在小型和便携设备领域。

其优点在于低温高效、装置体积小、使用安全、价格便宜等，因此有望成为替代锂离子电池的先进能源系统。

而其中阳极催化剂则是影响甲酸燃料电池性能的关键之一，因此对于其研究与开发具有重要意义。

目前已经有研究报道采用常规的贵金属如铂（Pt）和钯（Pd）等作为甲酸燃料电池的阳极催化剂，但这些贵金属的制备难度和成本高昂，且易受污染和失活等限制。

因此，开发具有高催化活性、稳定性和低成本的非贵金属催化剂成为当前的研究热点之一。

二、研究内容及目标本研究旨在探讨直接甲酸燃料电池阳极催化剂的制备与应用，具体包括以下三个方面的内容：1. 制备非贵金属催化剂本研究将探索制备一种高效、廉价的非贵金属催化剂，通过热解法、共沉淀法等方法，选用过渡金属、碳材料等进行催化剂的制备。

并且会考虑不同的合成条件进行探究，如溶液浓度、沉淀剂，以期得到高催化效率的催化剂。

2. 表征催化剂性能采用电化学方法和物理、化学表征技术对制备的催化剂进行性能表征，包括比表面积、晶体结构、化学成分、电化学活性等。

通过研究不同条件下的制备过程，分析其对催化剂性能表现的影响，从而优化制备工艺。

3. 评估催化剂的电催化性能本研究还将对不同催化剂的电催化性能进行比较，通过对于甲酸氧化峰电流密度、电催化反应活性等性能的评估，以确认最合适的催化剂，提高甲酸燃料电池阳极催化剂的效率和稳定性。

三、研究意义本研究的成果将直接影响到甲酸燃料电池的性能、成本和应用范围，具有以下一系列的研究意义：1. 为甲酸燃料电池的发展提供重要支撑，推动甲酸燃料电池技术的进一步发展。

2. 引导非贵金属催化剂的研究方向，推动新型非贵金属催化剂的发展与应用。

3. 通过优化制备条件，增强催化剂的活性、稳定性和耐腐蚀性，为其他电化学器件的研究和发展提供技术支持。

四、研究方法及技术路线1. 催化剂的制备：采用热解法、共沉淀法等方法，选用过渡金属、碳材料等进行催化剂的制备，并考虑不同条件下的制备工艺进行探究和比较。

直接甲酸燃料电池中碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能

直接甲酸燃料电池中碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能马德娜;李焕芝;唐亚文;陆天虹【摘要】文章比较了XC-72活性碳载Ir(Ir/C)、载Au(Au/C)和载Pt(Pt/C)催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸能力,发现Ir/C催化剂对氧还原的电催化性能要差于Pt/C催化剂,但Pt/C催化剂的抗甲酸能力很差.Ir/C和Au/C催化剂都有很好的抗甲酸的能力,但Ir/C催化剂对氧还原的电催化性能要远好于Au/C催化剂.因此,Ir/C催化剂适用于作直接甲酸燃料电池(DFAFC)中的阴极催化剂.【期刊名称】《南京晓庄学院学报》【年(卷),期】2011(027)003【总页数】3页(P8-10)【关键词】铱;阴极催化剂;抗甲酸能力;直接甲酸燃料电池【作者】马德娜;李焕芝;唐亚文;陆天虹【作者单位】南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097;南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097;南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097;南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097【正文语种】中文【中图分类】TM911.47近年来，直接甲醇燃料电池(DMFC)发展迅速，但逐步发现DMFC有不少问题，如甲醇有毒、易燃，甲醇能透过Nafion隔膜到达阴极室而在阴极上发生氧化等.近年来的研究发现，直接甲酸燃料电池(DFAFC)与DMFC相比有很多优点［1-8］.如甲酸无毒，不易燃，存储和运输安全方便.由于Nafion膜中的磺酸基团与甲酸根间有排斥作用，因此，甲酸对Nafion膜的渗透率远小于甲醇.所以，最近对DFAFC的研究迅速发展.甲酸对Nafion膜的渗透率比甲醇要低一个数量级［4-6］，但是还是有一定量的甲酸到达阴极.现在，DFAFC中常用的阴极Pt基催化剂对甲酸氧化也有很好的电催化活性［9-11］，因此，不适合用作DFAFC的阴极催化剂.所以，需要研究既对氧还原有高的电催化活性又具有抗甲酸能力的催化剂.目前，除了我们研究组外，还没有关于DFAFC阴极催化剂的报道.我们已经报道了Au/C催化剂对氧还原有较好的电催化性能和抗甲酸能力［9］.考虑到Ir对氧还原有较好的电催化性能要好于Au和对甲酸氧化的电催化性能很差［12］，本文研究了Ir/C催化剂对甲酸氧化的电催化性能和抗甲酸能力.1 实验部分1.1 试剂与仪器Vulcan XC-72活性碳(粒径30 nm，美国Cabot公司)、Nafion溶液(5 wt.%，美国Aldrich化学公司产品)，其余试剂均为分析纯试剂，所有溶液均用三次蒸馏水配制.电化学测量用CHI600电化学分析仪(美国CHI仪器公司)和瑞士万通的Auto-Lab 旋转圆盘电极，工作电极基体为玻碳电极(直径3 mm).参比电极为Ag/AgCl电极(内充液为3 mol/L的KCl溶液)，文中所述的电位均相对于Ag/AgCl电极.对电极为Pt片.X射线衍射(XRD)谱测量用D/max-rC型转靶X射线衍射仪(日本理学公司)进行，管压40 kV，管流100 mA，CuKα射线源为光源.X射线能量色散谱(EDS)测量用Vantage IV型X射线能谱仪(美国热电公司)进行.1.2 催化剂的制备将60 mg活性碳和适量水混合超声2 h，在得到的悬浊液中，加入2.6 mL 0.03 mol/L IrCl3溶液，用稀NaOH溶液调节pH值到10—11，缓慢滴加10 mL一定浓度的NaBH4溶液，搅拌2 h，以保证Ir能全部被还原.在过滤、洗涤后，在55℃烘箱中真空干燥10 h，得到Ir/C催化剂.加入Ir的质量分数为20%.作为比较，Au/C和Pt/C催化剂按文献［9］的方法制备.1.3 电化学测试玻碳电极在使用前用Al2O3抛光粉抛光至镜面后，用水洗涤后，干燥备用.将Ir/C 催化剂与适量Nafion溶液，乙醇，三次蒸馏水混合后，超声震荡均匀，取一定量混合物滴在玻碳电极表面，60℃下烘干，即制得工作电极，其表面Ir载量为10μg/cm2.在进行电化学测量时，电解液为0.5 mol/L H2 SO4溶液或0.5 mol/LH2SO4+0.5 mol/L HCOOH溶液，溶液温度控制在30±1℃.测量前，先通高纯氮20 min，以除去溶液中的氧，在进行氧还原测量前，通氧20 min，以使溶液中含饱和氧.电位扫描速度为5 mV·s－1.工作电极转速:2000 rmp.2 结果与讨论2.1 催化剂的表征EDS测量表明，Ir/C催化剂中的Ir质量分数为17.99%，表明加入的IrCl3基本上已被还原.XRD测量表明，Ir/C催化剂中Ir粒子的平均粒径为2.3 nm2.2 催化剂的电催化性能图1为3种催化剂电极在氧气饱和的H2SO4溶液的线性扫描伏安曲线.由图可见，氧在Ir/C催化剂电极上还原的起始氧还原电位在0.57 V左右，极限电流密度为4.8 mA/cm－2(图1，曲线b).在Au/ C催化剂电极上的氧起始还原电位在0.18V 左右，极限电流密度为4.5 mA/cm2(图1，曲线c).在Pt/ C催化剂电极上的氧起始还原电位在0.71 V左右，极限电流密度为5.4 mA/cm2(图1，曲线a).表明Ir/C催化剂对氧还原的电催化活性虽然比Pt/C差，但要比Au/C催化剂好很多.图2为Ir/C和Pt/C催化剂电极在H2SO4+ HCOOH溶液中的循环伏安曲线.由图可见，甲酸在Pt/C催化剂电极上有2个大的氧化峰.而在Ir/C催化剂电极上没有甲酸氧化峰，表明Pt/C催化剂对甲酸氧化有好的电催化活性，因此，Pt/C催化剂没有抗甲酸能力，不适合作为DFAFC的阴极催化剂.而Ir/C催化剂对甲酸氧化基本上没有电催化活性，说明Ir/C催化剂有好的抗甲酸能力.图3是Ir/C催化剂电极在氧气饱和的H2SO4溶液和H2SO4+HCOOH溶液中的线性扫描伏安曲线.Ir/C催化剂电极在氧气饱和的H2SO4溶液和H2SO4+HCOOH溶液中的氧还原的线性扫描伏安曲线基本相同，没有出现甲酸的氧化峰［9，13］，这证明Ir/C催化剂具有较好的抗甲酸能力.图3 Ir/C催化剂电极在氧气饱和的(a)0.5 mol/L H2SO4溶液和(b)0.5 mol/LH2SO4+0.5 mol/L HCOOH溶液中的线性扫描伏安曲线3 结论本文研究了Ir/C催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸的能力.发现它对氧气还原的电催化活性差于Pt/C催化剂，但Pt/C催化剂对甲酸氧化有很好的电催化活性，因此，Pt/C催化剂没有抗甲酸能力.虽然Ir/C和Au/C催化剂都有抗甲酸能力，但Ir/C催化剂对氧还原的活性要好于Au/C催化剂.因此，Ir/C催化剂适用于作为DFAFC中的阴极催化剂.参考文献:【相关文献】［1］S.Ha，B.Adams，R.I.Masel，A miniature air breathing direct formic acid fuel cell ［J］.J.Power Sources，2004，128:119-124.［2］Y.W.Rhee，S.Ha，C.Rice，et al.，Crossover of formic acid through Nafion membranes［J］.J.Power Sources，2003，117:35-38.［3］C.Rice，S.Ha，R.I.Masel，et al.，Direct formic acid fuel cells［J］.J.Power Sources，2002，111:83-89.［4］P.Waszczuk，T.M.Barnard，C.Rice，et al.，A nanoparticle catalyst with superior activity for electrooxidation of formic mun.2002，4:599-603. ［5］袁青云，唐亚文，周益明，等.甲酸作为直接甲醇燃料电池替代燃料［J］.应用化学，2005，22(9):929-932.［6］X.W.Yu，P.G.Pickup，Recent advances in direct formic acid fuel cells(DFAFC)［J］.J.Power Sources，2008， 182:124-132.［7］G.X.Yang，Y.Chen，T.H.Lu，et al.，Preparation of carbon supported Pd-P catalyst with high content of element phosphorus and its electrocatalytic performance for formic acid oxidation［J］mun.2010，12:492-495.［8］李焕芝，唐亚文，陆天虹.甲酸在三种不同电解液中的电氧化性能［J］.南京晓庄学院学报，2010，26(6):1-3.［9］W.Chen，Y.W.Tang，J.C.Bao，et al.，Study on carbon supported Au catalyst prepared polyvinyl alcohol protection method as cathodic catalyst in direct formic acid fuel cell［J］.J.Power Sources，2007，167:315-318.［10］V.Pautieniene·，Z.Jusys，et al.，Spontaneous Bi-modification of polycrystalline Pt electrode:fabrication，characterization，and performance in formic acid electrooxidation ［J］.J.Solid State Electrochem.2010，14:1675-1680.［11］E.A.Baranova，B.Patarachao，et al.，Formic acid electro-oxidation on carbon supported PdxPt1－x(0≥x≥1)nanoparticles synthesized via modified polyol method ［J］.Electrochim.Acta，2010，55:8182-8188.［12］X.Wang，T.H.Lu，et al.，Carbon-supported Pd-Ir catalyst as anodic catalyst in direct formic acid fuel cell［J］.J.Power Sources，2008，175:784-788.［13］马德娜，陈卫，焦连升等，直接甲酸燃料电池用碳载铁卟啉和Au复合阴极催化剂的性能［J］.无机化学学报，2008，24(11):1803-1806.。

直接甲醇燃料电池阴极新型复合催化剂的研究的开题报告

直接甲醇燃料电池阴极新型复合催化剂的研究的开题报告一、研究背景和意义：随着能源和环境问题的日益突出，绿色能源技术受到了越来越多的关注。

直接甲醇燃料电池（DMFC）作为一种新型的绿色能源技术，具有高效、低排放、轻便、易于携带等优点，被广泛认为是未来微型化可携式电源的发展方向。

然而，DMFC的商业化应用还存在许多问题，其中一个重要问题就是阴极催化剂的稳定性和活性。

传统的DMFC阴极催化剂Pt/C虽然具有较高的催化活性，但在长时间运行中容易出现钝化和中毒，导致催化剂失效。

因此，为了提高DMFC的稳定性和持续性能，研发新型复合催化剂已成为当前的研究热点。

二、研究内容和目标：本次研究旨在探究新型复合催化剂对DMFC电极性能的影响，并研制出具有高活性和稳定性的催化剂，同时探究其在不同工况下的表现。

具体研究内容包括：1. 合成一系列新型复合催化剂，包括原位生长法、后修饰法、贵金属-PGM合金等方法。

2. 通过SEM、TEM、XPS、BET等表征手段对催化剂进行表面形貌、相结构、氧化还原性及催化活性等性能测试。

3. 构建催化剂和炭布/纳米管复合电极体系，并对该电极体系的电化学性能进行测试和分析。

4. 在不同工况（温度、浓度、氧化还原性、压力等）下测试复合催化剂的电化学性能。

三、研究方法和技术路线：1. 合成方法：原位生长法、后修饰法、贵金属-PGM合金法等。

2. 表征方法：扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和比表面积（BET）等。

3. 催化剂性能测试：循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和恒电位测试（CP）等。

4. 实验流程：第一步：制备纳米碳管和炭布。

第二步：制备复合催化剂，包括原位生长法、后修饰法和贵金属-PGM合金等方法。

第三步：将催化剂和碳布/纳米管复合，形成催化剂/碳载体复合电极，并在不同工况下测试其电化学性能。

四、研究预期结果：1. 合成出一系列高效、稳定、经济的 DMFC 阴极复合催化剂。

直接甲酸盐燃料电池阴阳极催化剂的制备及性能研究

直接甲酸盐燃料电池阴阳极催化剂的制备及性能研究直接甲酸盐燃料电池（DFFC）是一种无毒并且转换效率很高的绿色能源,近年来受到越来越多的关注。

催化剂是DFFC的重要组成部分,开发性能好成本低的催化剂对DFFC商业化用途具有重要意义。

为此,本论文开展了以下工作:（1）针对氧还原反应（ORR）,制备了Ag-SnO2系列复合催化剂。

电化学表征发现,相比于Ag全覆盖在SnO2表面的催化剂,Ag部分覆盖SnO2时催化剂ORR催化活性更高,表明SnO2可促进Ag的ORR催化活性。

研究了不同浓度KOH溶液中Ag催化剂、Pt催化剂对ORR活性,发现碱浓度为0.1 M时催化剂催化活性最好。

通过将Ag、Pd、Pt沉积在Sn（OH）2表面再将Sn（OH）2溶解制得系列催化剂,与SnO2未进行溶解处理的催化剂比较发现,存在SnO2时Ag、Pd、Pt催化活性及稳定性均更高,表明SnO2对Ag、Pd、Pt催化ORR活性及稳定性均有增效作用。

（2）为探究Ag和Pd对于ORR的协同作用,首先用化学法制备了系列Ag-Pd 催化剂,发现引入Ag元素的Pd基催化剂质量比活性有提高,证明Ag-Pd有协同作用。

为进一步提高Ag-Pd催化剂中Pd的利用率,通过Pb欠电位沉积及置换反应制备了Pd-Ag-SnO2/CNTs系列催化剂。

电化学测试发现,与化学法制备催化剂相比,通过电化学法制得催化剂具有更高质量比活性。

炭载Ru-Fe催化剂对直接甲酸燃料电池中氧还原的电催化性能研究

炭载Ru-Fe催化剂对直接甲酸燃料电池中氧还原的电催化性能研究贾羽洁;曹爽;唐亚文;陆天虹【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2009(25)4【摘要】研究了作为直接甲酸燃料电池(DFAFC)阴极催化剂的炭载Ru(Ru/C)和炭载Ru-Fe(Ru-Fe/C)催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸能力.发现Ru-Fe/C催化剂对氧还原的电催化活性要远好于Ru/C催化剂.进一步的研究发现.只有与Ru 形成合金的Fe才能提高Ru/C催化剂对氧还原的电催化活性.另外,Ru-Fe/C催化剂对甲酸氧化没有电催化活性.因此,Ru-Fe/C催化剂也有很好的抗甲酸能力.所以,Ru-Fe/C催化剂适合作为DFAFC的阴极催化剂.【总页数】5页(P674-678)【作者】贾羽洁;曹爽;唐亚文;陆天虹【作者单位】江苏省生物功能材料重点实验室,南京师范大学化学与环境科学学院,南京,210097;江苏省生物功能材料重点实验室,南京师范大学化学与环境科学学院,南京,210097;江苏省生物功能材料重点实验室,南京师范大学化学与环境科学学院,南京,210097;江苏省生物功能材料重点实验室,南京师范大学化学与环境科学学院,南京,210097【正文语种】中文【中图分类】O613.71【相关文献】1.活性炭载体对聚合物电解质膜燃料电池中炭载铂电催化剂性能的影响 [J], 李旭光;邢巍;杨辉;陆天虹2.大孔碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸能力 [J], 刘春艳;徐斌;唐亚文;曹高萍;杨裕生;陆天虹3.直接甲醇燃料电池的耐甲醇阴极电催化剂炭载四羧基酞菁钴的研究 [J], 李旭光;邢巍;陆天虹;季怡萍;梁宏莹;邵允4.直接甲酸燃料电池中碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能 [J], 马德娜;李焕芝;唐亚文;陆天虹5.用NH4F络合还原法制备的炭载Pd催化剂对甲酸分解的催化性能和甲酸氧化的电催化性能 [J], 沈娟章;唐亚文;陆天虹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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ｈｄｆｒｉａｉｌａｃ．ＩｃｕｄｂｓｄａｕｔｌｃｔｏｉｃｔｙｔｎｄｒｃｆｉａｉｆｅｃｌＤＡＣａｍｃｃｄｔｅｎｅｔｏｌｅｕｅｓｓｉｂｅａｄｃａｓｉｉｔｏｃｃｌｅ．（ＦＦ）ｏｏｒａａｈａｌｅｒｄｕ１ｍ
ＰｅａａｉｎｏｔｏｉｔｌｓｎＤｉｃｏｍｉｉｕｌＣｅｌｒｐｒｔｏｆＣａｈｄｃＣａａｙｔｉｒｔＦｒｃＡｃｄＦｅｌｅＵｓｎｔａｅｒｏｕｐｒｅｙＡｕＲｕＡｌｙｉｇＡｃｉｔｄＣａｂｎＳｐｏｔｄｂ — ｌｖｏ
活性炭载Ａ — ｕ合金作为直接甲酸燃料ｕＲ电池阴极催化剂的研究
贾羽洁，蒋剑，孙康
（国林业科学究院林产化学工业研究所；中研生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局林产
化学工程重点开放性实验室；苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京２０４）江１０２
摘
ＪＡＹ－ｅＩｕｊｉ
要：研究了活性炭载Ａ — ｕ合金催化剂对氧气还原的电催化性能和抗甲酸性能。通过ｘ射ｕＲ
线衍射（Ｒ发现原子比为１ｌ的Ａ — ｕ／ＸＤ）：ｕＲＣ催化剂中Ａｕ与Ｒｕ形成合金。通过电化学线性扫描
（Ｓ测试表明该Ａ — ｕＣ催化剂对氧气还原的电催化性能优于Ａ／Ｒ／ＬＶ）ｕＲ／ｕＣ，ｕＣ催化剂，并且发现Ａ — ｕＣ催化剂有很好的抗甲酸性能，以作为直接甲酸燃料电池（ＦＦ）阴极催化剂。ｕＲ／可ＤＡＣ的
关键词：直接甲酸燃料电池；性炭载Ａ — ｕ催化剂；还原活ｕＲ氧中图分类号：Ｑ５Ｔ４４Ｔ３；Ｑ２文献标识码：Ａ文章编号：２３— ４７２１）３— ０９— ４０５２１（０２００１０
ＡｂｔａｔＥｅｔ — ａａｙｉｅｏｍａｃｏｈｘｇｎｒｄｃｉｎａｄｆｒｃａｉｏｅａｃｂｌｙｏｅａｔａｅａｂｎｓｐｏ－ｓｒｃ：ｌｃｒｃｔｌｔｐｒｒｎｅｆｒｔｅｏｙｅｅｕｔｎｏｍｉｃｄｔｌｒｎｅａｉｔｆｈｃｉｔｄｃｒｏｕｐｒｏｃｆｏｉｔｖｔｄＡｕＲｕａｌｙｄｃｔｌｓｗｓｓｕｉｄｅ－ｌｅａａｙｔａｔｄｅ．ＴｅＸＲＤｒｓｌｓｏｅｈｔｔｅａｏｒｔｆＡ — ／ｎｔｅｃｔｌｓａ１ｔａｏｈｅｕｔｈｗｄｔａｈｔｍａｉｏｕＲｕＣｉｈａａｙｔｓ１：．ＩｗｓｏｗｏｎｈｔＲｕｈｄｅｔｒｄｉｔｈａｔｅａｄｔｅａｌｆｆｕｄｔａａｎｅｅｎｏｔｅＡｕｌｔｃｎｈｌｙｏｎｓｆｒｅ．ＴｈｌｃｒｃｅｃｌｅｔｄｍｏｓａｅａｉｏＡｕａｄＲｕｗａｍｄｏｅｅｅｔｈｍｉａｓｅｎｔｔｄｔｔｏｔｒｈｔｅＡ — ／ａａｙｔｈｓｂｔｒｅｅｔｏｃｔｌｔｂｌｙｔａｈ／ｎｕＣｃｔｙｔＦｒｅｍｏｅｈ－／ＣｃｔｙｔｈｕＲｕＣｃｔｓａｅｔｌｃｒ — ａａｙｉａｉｔｈｎｔｅＡｕＣａｄＲ／ａａｓ．ｕｔｒｒ．ｔｅＡｕＲｕａａｓｌｅｃｉｌｈｌ
第３２卷第３期２１０２年６月
林产化学与工业
ＣｈｍｉｔｙａｄＩｄｓｒｆＦｏｅｔＰｒｄｃｓｅｓｒｎｎｕｔｏｒｓｏ
Ｊｎ０２ｕｅ２１
ＪＡＹ－ｅＪＡＧＪｎｃｕ，ＵａｇＩｕｊ，ＩＮｉ－ｈｎＳＮＫｎｉａ
（ｎｔｕｆｈｍｃｌｎｕｔｆｏｅｔｒｕｔ，Ａ；ａｏａＥｇｅｒｇＬｂｆｉｍｓＣｅｉｔｉｔｎＫｙａｄＯｅＩｓｔｔｏｅｉｄｓｙｏｒｏｃＣＦＮｔｎｎｉｅｉａ．ｒｏａｓｈｍｃＵｉｚｉ；ｅｐｎｉｅＣａＩｒＦｓＰｄｓｉｌｎｎｏＢｌａｌａｏｎ
ｌｂｏｏｅｔｈｍｃｎｎｅｎ，ＦＫｙＬｂｏｉａｓｎｒｙａｄＭａｒ，ｉｇｕＰｏｉｅＮｎｉ１０２Ｃｉ）ａ．ｆｒｅｉＥｇｅｒｇＳＡ；ｅａ．ｆｏｓｅｇｎｔｉＪｎｓｒｖｃ，ａｊｇ２０４，ｈａＦｓＣｌａｉｉＢｍＥｅａａｌｎｎｎ