铂镍合金催化剂的制备.pdf

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1、第43卷第3期工艺与设备化工设计通讯2017年3月TechnologyandEquipmentChemicalEngineeringDesignCommunications铂镍合金催化剂的制备李小庆，杜含雨，胡晋源，唐学秀，张俊（重庆化工职业学院化学工程系，重庆400020）摘要：综述了质子交换膜燃料电池中阳极催化剂和阴极催化剂的进展，介绍了一种能抗CO的阳极催化剂Pt-Ni合金催化剂的制备。关键词：质子交换膜燃料电池；阳极；阴极；铂镍合金催化剂中图分类号：O65文献标志码：A文章编号：1003–6490（2017）03–0072–02PreparationofPlatinum-Nic

2、kelAlloyCatalystLiXiao-qing，DuYan-yu，HuJin-yuan，TangXue-xiu，ZhangJunAbstract：Theprogressofanodecatalystandcathodecatalystinprotonexchangemembranefuelcellwasreviewed.3.ThepreparationofPt-NialloycatalystforCO-resistantanodecatalystwasintroduced.Keywords：protonexchangemembranefuelcell；anode；cathode

3、；platinumandnickelalloycatalyst质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种新型环保电合金化。如此便制备出铂镍合金催化剂。本工作使用铂盐溶池，具备节能高效、安全可靠等特点。工作温度一般在60～液合成了Pt-Ni合金催化剂，用循环伏安和线性扫描表征了100℃，该电池的电解质为离子交换膜，燃料是氢气或者重整Pt-Ni合金催化剂催化性能。气，氧化剂为空气或氧气以及Pt/C。能将储存在燃料和氧化3铂镍合金催化剂的制备及电化学性能测试剂中的化学能直接转化成电能进行发电。可用于电站、交通、3.1铂镍合金电极的制备[1]可移动电源、潜艇等，市场前景广，已接近商业化。方法：首先

4、将1cmx5cm碳纸片浸泡于乙醇溶液中进行超质子交换膜燃料电池的阳极和阴极的有效催化剂以贵金声波扩孔处理。用PTFE乳液中浸泡，烘干，置于马弗炉内高属铂为主。电池的高成本，很大程度上限制了其广泛的应用。温焙烧。再用Nafion涂覆，将该电极浸入0.025mol/L的二氯如何降低铂催化剂用量，找到能代替铂的廉价催化剂，同时四氨合铂和NiCl2水溶液中，（油浴）50℃浸泡4.5h，进行离提高电极的催化剂性能是电极催化剂研究的主要目标。为了子交换，取出用超纯水清洗干净，即制得铂镍双合金电极。降低成本，阴、阳极催化剂大多选用合成催化剂。3.2Pt-Ni合金电极的电化学测试1阳极催化剂采用三电极

5、体系，用离子交换后的电极为工作电极，铂阳极的H2燃料中混有杂质CO，其对贵金属铂催化剂的片电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极。在0.1mol/L的高毒化作用非常强，因此要求阳极催化剂应具有一定的抗CO中氯酸溶液中，-1.0V条件下电化学还原60s，该电极用超纯水毒能力。催化剂对一氧化碳的耐毒能力的提高至关重要。清洗干净。[2]Tesung等研究表明，某些元素（如S，Se，Te，Ir，Os，CV测试：通入N2，起始电位0.9V，终点电位-0.3V，扫Sn，Pb，W和Mo等）能与Pt通过形成合金或者被Pt吸附在扫描速率：50mV/s，圈数10。扫描结果如图1。表面的方式结合在一起，

6、对甲醇或CO的阳进行极氧化。Pt-Ru2.0催化氧化CO通过双功能协同机理（Bifunctionalmechanism）1.51.0进行，金属Ru加入到Pt的晶格后，使CO在合金表面的吸附0.5[3-4]状态发生变化，减小吸附能，达到活化吸附态CO的作用。0.0[5]目前，Bock等合成了尺寸能够调整的PtRu/C纳米电催化剂，J/mA-0.5-1.0该催化剂对甲醇的电化学氧化具有很高的电催化能力。除了-1.5PtRu/C催化剂，有研究表明PtNi/C对甲醇的氧化同样具备良-2.0[6-7]好的电催化稳定性和抗CO中毒性能力。-0.4-0.20.00.20.40.60.81.02阴极催

7、化剂E/V在燃料电池中，氧的电化学还原反应过程中着很非常高图1电极在0.1mol/LHCLO4溶液中的CV曲线[8]的过电位，能达到几百mV，在这样高的过电位下，大多数Fig.1Cyclicvoltammogramsofelectrodes金属在水溶液中不稳定，使得电池的电势下降，电池的工作ina0.1mol/LHCLO4solution性能降低。因此研究除出新型的阴极催化剂以便降低阴极的LSV测试：分别通入N2和O2，起始电位：0.9V，终点