南京师范大学
硕士学位论文
乙醇的电化学氧化研究及其在燃料电池中的应用
姓名：***
申请学位级别：硕士
专业：物理化学
指导教师：***
2003.5.1
声
尸明
本人郑重声明：
１、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。
２、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。
３、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。
４、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
５、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。
作者签名：虽』自他
日期：趋亟叠ｉ立
中文摘要
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’＼（直接甲醇燃料电池（ＤＭＦＣ）以廉价的液体甲醇为燃料。，｛ｉ需要燃料重整设备，＼
reaction研究
运行温度较低，其燃料来源丰富，易携带和储存，是便携式电子设备、电动汽车的理想动力源，目前许多国家都投入巨大的入力物力开展深入的基础研究和应ｊ弱研究。然而甲醇有相当高的毒性。因此，要想实现ＤＭＦＣ在诸如手机、笔记本电脑以及电动车等可移动电源领域的应用，必须探索寻新的液体燃料以替代有毒性的甲醇。其中乙醇很易从农作物中大量生产，来源广泛，又无毒，因此乙醇燃
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料电池的研究具有很大的应用潜力。Ｙ
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本论文用电化学方法及ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＥＤＳ等技术研究了Ｐｔ／Ｃ和Ｐｔ—Ｒｕ／Ｃ催化剂的制备方法、催化剂的平均粒径等因素对催化剂对乙醇氧化的电催化活性的影响。主要结果如下：
１．首次研究了用固相反应法制得的Ｐｔ／Ｃ催化剂对乙醇氧化的电催化活性，发现用固相反应法制得的含Ｐｔ量为２０％酌Ｊ＿Ｐｔ／Ｃ催化剂对乙醇氧化的电催化活性远高于传
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统的液相反应法制得的Ｐｔ／Ｃ催化剂。翻如，在用固相反应法制得的Ｐｔ／Ｃ催化剂电
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极在０．５ｍｏＩ／ＬＣＨ３ＣＨ２０Ｈ＋Ｏ５ｍｏｌ／ＬＨ２Ｓ０４溶液中测得的循环伏安图中，在正扫方向的两个氧化峰和负扫方向的一个氧化峰的峰电流密度分别是７５、ｌＯ５和１００ｍＡｃｍ’２；而用液相反应法制得的Ｐｔ／Ｃ催化剂电极在相同条件下，相应三个氧化峰峰电流密度分别是２．５、３．０和４．０ｍＡｃｍ～。这主要是用固相反应法制得的Ｐｔ／Ｃ催化剂中Ｐｔ的平均粒径较小，在３．７ｎｍ左右，因此，Ｐｔ的利用率和电化学活性比表面积也较高，分别为１５．２％和３６．Ｉｍ２／ｇ。而用液相反应法制得的Ｐｔ／Ｃ催化剂中，Ｐｔ的平均粒径较大，在９．Ｏｎ耐左右，使Ｐｔ的利用率和电化学活性比表面积较低，
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分别为３．６２％和８．６０ｍ２／ｇ。、
２．首次用固相反应方法制得了ｎ＿Ｒ“ｃ催化剂并研究了它对乙醇氧化的电催化活性，发现Ｐｔ．Ｒｕ含量为３０％、Ｐｔ－Ｒｕ的原予比为ｌ：ｌ啪Ｐｔ－Ｒｕ／Ｃ催化剂对乙醇氧化
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的电催化活性高于用液相反应法制备的Ｐｔ－Ｒｕ／Ｃ催化剂≥例如在用固相反应法制得
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的ＰｔＲｕ／Ｃ催化剂电极在０．５ｍｏｌ／ＬｃＨ。ＣＨ。ＯＨ＋０．５ｍｏｌ／ＬＨ。ＳＯ。溶液中的循环伏安图中，乙醇的氧化峰出现在０．５４７，蜂电流密度为ｌｚ５姒／耐，对于用液相反应法制得的Ｐｔ—Ｒｕ／Ｃ催化剂，相应的氧化峰出现在０．６４Ｖ，蜂电流密度为６０ｍＡ／ｃｍ２。ＴＥＭ和ＥＤＳ的测量表明，这主要是由于用固相反应方法制得了Ｐｔ．Ｒ“Ｃ催化剂中的
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中文摘要
Ｐｔ－ＲｕＩ骱散勰平均粒狲的缘矿
３．比较ｒ不同平均粒径的含Ｐｔ量为２０％的Ｐｔ／Ｃ催化剂对乙醇氧化的电催化活性。发现Ｐｔ的平均粒径为３２ｎｌｎ的Ｐｔ／Ｃ催化剂的催化活性最高，其次是３．８、４．８ｎｍ，活性最低的是８．４和２．２ｒｉｍ的催化剂。
关键词：燃料电池；乙醇；固相反应法；Ｐｔ／Ｃ催化剂；Ｐｔ．Ｒｕ／Ｃ催化剂。
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