制备方法对ptmoc催化剂上co电催化氧化性能的影响..doc

物理化学学报(.,2005,21(10:1132~11372005⁃01⁃26收到初稿,2005⁃05⁃:徐柏庆(E⁃mail:******@.;Tel:010⁃62792122.∗国家重点基础研究发展规划项目课题(G2000026408和国家自然科学基金(20125310资助项目制备方法对PtMo/C催化剂上CO电催化氧化性能的影响∗李莉徐柏庆(清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室分子催化与定向转化研究室,北京100084摘要用化学还原法、胶体法和Adams法制备了PtMo/C电催化剂,,胶体法制备的催化剂颗粒在载体炭上均匀分布,颗粒粒径约5nm;由化学还原法制备的颗粒尺寸较大,而Adams法制备的颗粒尺寸达数十纳米,,三种制备方法中胶体法制备的PtMo/,PtMo/C催化剂中Pt上弱吸附态CO的电氧化均得到了促进,/C与常用的PtRu/C相比,电化学表面积虽然较低,,~:质子交换膜燃料电池,抗CO中毒催化剂,PtMo/C,PtRu/C,CO电氧化中图分类号:O643,O646质子交换膜燃料电池(PEMFC以其室温附近运行和零排放的特点成为近年来开发研究的热点,而高活性的电催化剂是电池的核心部分,目前常用的电催化剂多为铂基电催化剂[1⁃2].氢氧型PEMFC的燃料氢多来自于重整气,重整气经过重整⁃选择氧化反应后,CO浓度可降低至100×10-6(w,但在PEMFC的操作温度(333~373K下,1×10-6(w浓度的CO就足以使纯Pt催化剂中毒失效[3].因此开发具有良好抗CO中毒性能的阳极电催化剂是解决CO中毒问题最根本的方法,大量的研究工作是通过使Pt与其它金属形成纳米合金调变Pt催化剂的电子结构和表面形貌以提高抗CO中毒的能力[3⁃4].到目前为止,PtRu电催化剂被认为是最好的抗CO中毒催化剂,但是在PEMFC中,以CO浓度为25×10-6和100×10-6(w的氢气作为燃料时仍然导致25%和40%的能量损失[5],没有达到Pt/,[6⁃18].研究[6⁃9],Ru的作用是可以产生(OHads,而Mo原子表面则形成MoO(OH2,,从而降低CO在催化剂上的覆盖率,,所用的多是PtMo合金[6⁃8,10⁃11]、非负载型PtMo催化剂[12]或购买的商品负载型PtMo/C(E⁃TEK公司催化剂[9,13⁃14].其中PtMo合金多采用溅射法[6⁃8]或电化学沉积法[8,10⁃11]制备,非负载型PtMo催化剂则采用高能球磨法[12]制备,负载型PtMo/C催化剂的制备方法相对较少[15⁃18],多为化学还原法[16⁃18].本文采用化学还原法、胶体法和Adams法制备负载型PtMo/C电催化剂,拟考察不同制备方法对PtMo/C催化剂抗CO性能的影响,、胶体法和Adams法制备了PtMo/C(Pt/Mo原子比为2∶%([19⁃20].载体为VulcanXC⁃72,使用前在773K的CO2气氛中焙烧2h,命名为XC⁃72⁃:制备方法对PtMo/⁃72⁃CO2加入到去离子水中,充分搅拌,加入一定量的钼酸铵水溶液和草酸,搅拌30min,然后加入Pt前体,,滴加双氧水溶液,煮沸回流3h,过滤,洗涤,393K下干燥5h,得到PtMo/C.