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直接醇类燃料电池作为一种无污染、能量转化率高、燃料来源广、存储和运输方便的绿色能源技术,成为了新能源领域的研究热点。为了提高燃料电池的性能,促进醇类燃料电池的商业化,降低成本、优化电极催化剂的性能是目前研究的重难点。目前,贵金属Pt仍被认为是对甲醇最有效的电催化剂。但因其价格昂贵、存储量低且在应用过程中容易被中间产物CO毒化,大大制约了燃料电池商品化。因此提高贵金属的利用率和催化效率成为当前的研究重点之一。本文从改变催化剂的载体、组成、结构及合成方法方面入手,研究了 Pt基、Pd基催化剂的对甲醇电催化的性能。主要研究内容如下:率先结合了改进Hummer方法和机械剥离法制备了纳米石墨片,以硼氢化钠为还原剂,采用一步法制备出了蠕虫状Pd纳米颗粒/纳米石墨片。实验结果表明这种新型的纳米石墨片的制备方法简单快速、高效温和。11.5 nm的Pd纳米颗粒能良好的分散在纳米石墨片上,且复合材料在碱性条件下对甲醇具有良好的催化活性和抗毒化性能,比相同条件下制备出的Pd负载在传统的改进Hummer方法制备的氧化石墨烯和商业炭黑Vulcan XC-72的催化效果更佳。为了进一步提高催化剂的催化性能。我们将目光放在二元催化剂上。考虑到Au对CO具有优秀的抗毒化能力,我们首次结合了传统的制备金溶胶的方法制备出了核壳结构的Au-Pt纳米颗粒。在制备过程中,我们通过改变还原剂(抗坏血酸)的还原时间有效地调控了 Pt纳米颗粒在Au核上生长的厚度,并讨论了其负载在商业炭黑Vulcan XC-72上作为燃料电池阳极催化剂催化甲醇的催化性能,此外还与商业Pt/C和其他文献中的数据进行比较。研究表明,当抗坏血酸还原时间为4 h时,Au-Pt纳米颗粒/炭黑复合材料获得较好的催化活性和抗毒化性能;与商业Pt/C相比,Au-Pt纳米颗粒/炭黑复合材料对甲醇催化的起始电位负移了 1.5V,催化活性和抗毒化性能都表现出明显的优势。这种绿色环保的方法和特殊结构的Au-Pt纳米材料在新能源材料的应用中存在巨大的潜力。本文除了对双金属中的核壳结构的纳米催化剂进行了研究,还对合金材料的结构和性能做出了探讨。在室温条件下,抗坏血酸作为还原剂,没有添加任何表面活性剂的情况下,采用一步还原法成功制备出平均粒径为7 nm的PtPd合金纳米颗粒。这种超细粒径的PtPd合金纳米颗粒可以通过机械搅拌的方法均匀地分散在炭黑Vulcan XC-72上形成PtPd合金/炭黑复合纳米材料。考察了该复合材料作为阳极催化剂对甲醇氧化的电催化性能。实验结果发现,这种粒径极小的PtPd合金/炭黑复合纳米材料在碱性条件下对甲醇具有优秀的催化性能。此外,与单金属/炭黑复合纳米材料(Pt/炭黑复合纳米材料和Pd/炭黑复合纳米材料)相比,PtPd合金/炭黑催化剂具有更高的电催化性能和抗毒化性能。