直接甲醇燃料電池碳載鉑基陽極催化劑的合成、表征及其電催化性能研究.pdf

1、學位論：艾獨創性聲明學位論文獨創性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據我所知，除了文中特另J／JH以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得直昌太堂或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝=此，宦象。學位論文作者簽名c手寫，：互界沖簽字同期：砌7年∥月∥日學位論文版權使用授權書本

2、學位論文作者完全了解南昌大學有關保留、使用學位論文的規定，有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權—直昌大學可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編本學位論文。同時授權中國科學技術信息研究所和中國學術期刊(光盤版)電子雜志社將本學位論文收錄到《中國學位論文全文數據庫》和《中國優秀博碩士學位論文全文數據庫》中全文發表，并通過網絡向社會公眾

3、提供信息服務。(保密的學位論文在解密后適用本授權書)學位論文作者簽名(手寫)：九一象沖of翩簽名c手瓢匆寥丁簽字日期：Wy年多月，√日簽字日期：力。lz，年易月f易日摘要摘要直接甲醇燃料電池具有運行低噪聲，結構簡單以及燃料來源豐富、價格便宜、便于存儲和運輸等優點，是一種理想的清潔可持續能源。目前直接甲醇燃料電池使用最普遍的催化劑是Pt基催化劑，然而由于貴金屬Pt催化劑存在資源稀少、價格昂貴、純Pt催化劑易中毒、利用率低等問題，阻礙了直接

4、甲醇燃料電池的商業化進程。因此提高催化劑的抗CO中毒能力，提高貴金屬的利用率或尋找新的替代貴金屬的催化劑是推進直接甲醇燃料電池商業化進程的有效途徑。本論文基于這個目標，制各了多種新型的碳載Pt基直接甲醇燃料電池陽極催化劑，并對其電催化性能進行了詳細的考察。研究工作主要包括以下幾個方面：1、采用化學還原方法，以聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)表面功能化的石墨烯為模板，制備了Pt納米粒子負載量為18～78wt％的Pt／graphene負載

5、型Pt基催化劑。通過透射電子顯微鏡、X塒線衍射光譜、熱重分析等方法對所制備的催化劑的形貌和結構進行表征。采用循環伏安法考察了Pt／graphene催化劑對甲醇和氧氣的電化學催化活性，研究結果表明Pt／graphene催化劑具有很高的電化學活性表面積(1416m2／g)，以及對甲醇和氧氣有較好的催化活性。2、采用簡單快速的化學還原法成功的將PtCu合金納米粒子負載到聚二甲基二烯丙基氯化銨表面功能化的石墨烯表面，制備TPtCu／graphe

6、ne負載型Pt基催化劑。通過透射電子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡、X_射線光電子能譜、X塒線衍射光譜和能量散射光譜等方法對所制備的催化劑進行形貌和結構表征。通過循環伏安法考察TPtCu／graphene催化劑對甲醇的電催化活性，研究結果表明，相對于Pt／graphene催化劑，PtCu／graphene催化劑具有更好的對甲醇電催化活性，提高了貴金屬Pt的利用率。3、多巴胺是存在于人類神經細胞內的一種神經遞質。在適當的條件下，多巴胺幾乎可以

7、在任何基底的表面通過自聚合反應形成一層均勻的聚多巴胺薄膜。由于聚多巴胺分子內存在大量的酚羥基結構，具有第二次還原能力。本文首次利用多巴胺的自聚合反應修飾在碳納米管、碳納米球和炭黑等碳材料的表面聚多巴胺薄膜的還原能力，制備了MWNTs@PdopPt、CNs@Pdo—t和CB@PdopPt催化劑，并研究了它們對甲醇的電催化活性。提供了一種環境友好型制備直接甲醇燃料電池陽極催化劑的方法。關鍵詞：直接甲醇燃料電池；Pt基催化劑；石墨烯；自聚合反