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直接液体燃料电池的主要燃料有甲醇、乙醇等,在研究中人们更多地倾向于研究乙醇燃料电池。原因可能有以下几点:首先,甲醇燃料其自身性质:有毒、易燃、非再生而不能广泛应用;而乙醇所特有的物理化学性质:低毒性、可再生、易于生产则很好的克服了这些缺点。此外,当全部转化为二氧化碳时,乙醇燃料所获得的能量密度(8030 Wh kg-1)远高于甲醇燃料(6100 Wh kg-1)。考虑到实际用,规模化生产等因素,直接乙醇燃料电池的研究越来越受到人们的广泛关注。近年来,人们从燃料电池阳极材料考虑,以提高催化剂性能,抵抗中毒效应为主要出发点,寻找新型催化剂。基于上述事实,本论文主要针对提高催化剂活性,分别从使用廉价金属掺杂和改变助催化剂制备方法两方面入手。具体实验如下:1、PdxCuy/MWCNTs催化剂的制备。以PdCl2为前驱体,Cu(NO3)2为Cu源,碳源作为载体以及还原剂,热解还原制备Pd-Cu复合催化剂。复合制备不同原子比的PdxCuy/MWCNTs催化剂,探究原子比对复合催化剂电催化性能的影响。采用XRD、SEM、TEM、EDS、循环伏安、计时电流、交流阻抗等测试表征手段,对所制备的催化剂的物理化学性质以及电化学性能展开系统研究。电化学的相关测试表明,当催化剂b的原子比为1比1时,对乙醇燃料电池的EOR具有最佳的电催化活性;在此基础上,改变碳源(石墨烯、炭黑),测试结果显示,石墨烯对EOR表现出最优的电催化能力。2、水热法制备PdxSny/MWCNTs催化剂,其材料包括:PdO为前驱体,SnO2为锡源,探究原子比以及碳载体对催化剂物理化学性质以及对乙醇EOR电催化性能的影响。催化剂的物理化学表征方法(SEM、TEM、XRD等)得到以下结果:原子比在一定程度上的确对催化剂的组成及其形貌特征产生了影响;电化学相关测试实验表明,当催化剂b的原子比为1比1是,对乙醇燃料电池的EOR具有最佳的电催化活性。当Pd原子与适当原子比例的Sn复合掺杂,水热制备的催化剂电化学性能得到有效改善,催化剂的活性也有所提高。实验结果总结:Pd-Sn原子比1比0.5时催化效果最好,该比例条件下的最佳碳源载体为石墨烯。3、采用最传统的电化学方法——电镀法制备Ni作为Pd基催化剂的辅助材料。在常温条件下,以镍箔为原料,设置一定的电位、电流以及电镀时间,以一定浓度的醋酸作为电解液,用电镀法制备得到镍单质为辅助材料。采用水热法还原制备了不同原子比的PdxNiy/MWCNTs复合催化剂。通过物理化学性质表征手段(XRD、TEM等)证实,热解后产生了Pd纳米粒子。电化学测试结果显示,原子比为1比1时即Pd1Ni1/MWCNTs复合催化剂的催化活性最高,同时该条件下得到石墨烯负载效果最佳。4、Pdx(Ni-Sn)y/MWCNTs催化剂的制备。以镍箔和锡箔为原料,一定条件下用电镀法制备Ni-Sn作为Pd基催化剂辅助材料。采用水热法合成了Pd基催化剂复合材料,研究了质量比,电镀时间和碳载体对复合催化剂电催化效果的影响。通过物理化学表征以及电化学测试,质量比为1比1时即Pd1(Ni-Sn)1/MWCNT催化活性最佳;以此质量比为前提,电镀时间为10 min时,制备的Ni-Sn助催化剂掺杂后对EOR的催化活性最佳;电镀时间对Ni-Sn原子的组成、结构均存在一定程度的影响。电镀时间越长,其粒径越大,可能阻碍Pd纳米粒子结合位点对乙醇的吸附,减弱其对乙醇的结合能力,从而降低对乙醇EOR的电催化活性。综合上述制备条件,探讨碳载体的影响效果,石墨烯负载效果最好。