甲醇在高活性PtC催化剂上的电氧化.docx

甲醇在高活性Pt/c催化剂上的电氧化滕朝辉郭冰高颖 E-mail: yinggao99sohu. com国家自然科学基金(20573029)、黑龙江省自然科学基金(B200505).黑龙江省教育厅基金(11511110)(哈尔滨师范大学理化学院化学系，哈尔滨150080)燃料电池技术是一种高效、绿色能源技术.直接甲醇燃料电池(DMFe)由于其燃料来源丰富价格、低廉、甲醇携带和储存安全方便等独特的优越性而越来越受到重视.巴但甲醇作燃料的膜间透过问题以及甲醇在阳极氧化的催化活性低，一直是制约DMFC走上实用化的主要问题，用本文方法制备的Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化有很好的催化活性和稳定性。Pt/C催化剂的制备方法如下：将活性炭与乙二醇混合的悬浮液搅拌加热至85,加入氯钳酸溶液，然后滴加甲酸溶液，在85温度下还原1小时。过滤洗涤至滤出液中检测不到C,最后在真空干燥中25"C下干燥。制得的Pt/C催化剂中Pt的含量为20wt%.将制得的Pt/C催化剂与适量的聚四氟乙烯乳液(PTFE)、全氟磺酸树脂溶液(Nafion)及少量乙醇混合,用超声波振荡5Inin.将混合液均匀涂在炭纸上,室温干燥后制得Pt/C电极.电极表观面积0.5cm2,Pt载量为1mg.cm2,PTFE含量约为15wt%,Nafion含量约为13wt%.电化学测量采用常规的三电极体系，辅助电极是钳网，参比电极是银-氯化银(Ag-AgC1)电极，实验采用CHI660电化学工作站.电解液为0.5mo11,CH30H+0.5mo1-11H2SO4.电位扫描速率均为10mVs1.实验温度为25÷1°C.Fig1TheCVsofCH3OHata:Pt/Ccata1ystpreparedandb:Pt/Ccata1ystofE-TEKintheso1utionof0.5mo111CH30H÷0.5mo111H2SOb25.从图1可以看出，制备的Pt/c催化剂与从E-TEK公司购买的Pt/C催化剂相比起始氧化电位负移，氧化峰电流有大幅度的提高，分别为147mA-CmT和79mA.cm峰电位略有正移，说明这种方法制备的Pt/C对甲醇的氧化有很好的电催化活性。1.OOOe+4,2.000e+4,3.000e+4,4.000e+4,Time/sFig2TheAmperometricitcurvesofCH3OHata:thePt/Ccata1ystpreparedandb:thePt/Ccata1ystofE-TEKintheso1utionof1.Omo1.11CH30H+0.5mo11,H2SO4,25,at0.8V.图2为制备的Pt/C催化剂与E-TEK公司催化剂在0.8V的计时电流曲线，从图中我们可以看出，用本文方法制备的催化剂比E-TEK公司的Pt/C催化剂有更好的活性和稳定性。参考文献1. JayF.Whitacre,T.Va1dezandS.R.Narayanan,J.E1ectrochem.Soc.2005,152,1780-1789.2. E.Gu1zow,M.Schu1zeandG.Steinhi1ber,J.PowerSouces2002,106,126-1353.A.H.Su,C.Z.1i,G.Q.Sun,Y.ZhangandT.H.1u,Chin.J.PowerSources.1995,19,31-35.4. J.Sui,J.1uandW.S.1i,ChineseBatteryIndustry.2004,9,101-104.