TiOx修饰碳纳米管载Pt催化剂的制备及其电催化性能研究.pdf

北京化工大学位论文原创性声明Y2~:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。_本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名:奎孟盘日期:立竺堡二翌皇=4关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。作者签名:查蓝垄日期:王型主二曼￡塑导师签名:主益廷日期:五!三:匹二b学位论文数据集:\论文编号“—、毗131134密级否学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名李茜茜学号2010001134获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码081704课题来源973研究方向无机功能材料、催化论文题目Tiox修饰碳纳米管载Pt催化剂的制备及其电催化性能研究铂纳米粒子、无定形TiOx层、载体修饰、碳纳米管、W03助剂、Ti3+关键词物种、有机小分子电氧化反应、直接甲醇燃料电池论文答辩日期2013-05-24幸论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师张慧教授北京化工大学催化化学评阅人1李殿卿教授北京化工大学应用化学评阅人2李峰教授北京化工大学应用化学评阅人3评阅人4评阅人5答醚劐影黼李殿卿教授北京化工大学应用化学答辩委员1靳兰副教授北京化工大学应用化学答辩委员2吕志副教授北京化工大学应用化学答辩委员3项顼副教授北京化工大学应用化学答辩委员4陈咏梅教授北京化工大学应用化学答辩委员5徐庆红副教授北京化工大学应用化学注::《中国图书资料分类法》查询。()《学科分类与代码》中查询。。摘要TiOx修饰碳纳米管载Pt催化剂的制备及其电催化性能研究摘要n基催化剂是应用最广泛的甲醇燃料电池(DⅧC)阳极催化剂,然而,高成本、不充分的催化活性和差的长期稳定性阻碍了Pt基催化剂的商业化应用。因而,提高n的有效利用率、提高催化剂催化活性和改善催化剂的长期稳定性是目前DMFC的研究重点。本论文旨在通过无定形Tiox层修饰碳载体控制Pt纳米粒子的尺寸和分散度,以提高催化剂的电催化活性和改善催化剂的长期稳定性。采用修饰的原位溶胶一凝胶法制备了一种新型无定形TioX修饰碳纳米管(T)载体,通过浸渍还原法制备出小尺寸、高分散的Pti/T催化剂;采用微波热解法合成W03/T复合载体,通过浸渍还原法制备Pt-W03/T四相催化剂。、XRD、Raman、TEM/HRTEM、EDX、XPS及XAFS等方法系统研究了新型载体和催化剂的结构、形貌和组成,采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)考察了催化剂在有机小分子电氧化反应中的催化活性和稳定性,深入探讨了催化剂的合成机制及催化剂的结构与催化性能之间的关系。论文得到以下主要结论:(1)以钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)为钛源,。表征分析表明无定形TiOx层(~12nm)Ts与TiOx层间存在的强相互作用力,且无定形TiOx层中存在少量的Ti3+物种。该新型载体中的无定形TiOx层及少量的Ti3+物种导致的丰富的缺陷位为金属北京化工大学硕士学位论文粒子的负载提供了有效的锚链中心。’(2)以氯铂酸(H2nCl6)为铂源、7,--醇为还原剂、T为载体,T催化剂(/--6、15、25wt.%)。表征分析表明,超细尺寸的球形feePtNPs(--')高度分散在载体的无定形Tiox层,Pt纳米粒(PtNPs)主要以金属态存在,(SMSI)。(3)电化学结果表明,Pti/T催化剂在有机小分子电氧化反应中表现出明显提高的电催化活性、抗CO中毒能力和较高的长期稳定性。,其中,Ph5/T催化剂对甲醇电氧化的催化活性是商业Pt/。Pti/T优异的电催化性能可归因于PtNPs的超细尺寸和高分散、T间的SMSI及无定形Tiox层的隔离作用,Pti/T较高的抗CO中毒能力归因于PtNPs