燃料电池催化剂文献报告.ppt

Co@Pt–Ru core-shell nanoparticles supported on multiwalled carbon nanotube for methanol oxidation Hongbin Zhao, Lei Li , Jun Yang, Yongming Zhang Electrochemistry Communications 10 (2008) 1527–1529 主要内容 背景知识介绍 核壳结构 燃料电池 核壳结构的组成 核壳结构粒子是具有双 层或者是多层结构的复合 粒子。 构成内核和外壳的物质可以是相同的，也可以是不同的。 核壳结构的性质 核一壳型复合微球集无机、有机、纳米粒子诸多特异性质于一体，可通过控制核一壳的厚度等实现复合性能的调控。 通过对核一壳结构、尺寸的剪裁，可调控它们的磁学、光学、力学、热学、电学、催化等性质，因而具有诸多不同于单组分胶体粒子的性质。 它在材料学、化学组装、药物输送、生物化学诊断等领域具有极大的潜在应用价值。 核壳结构的分类 根据核-壳材质的不同,可将其主为3 类: 有机-无机型(聚合物-金属、聚合物-非金属等) 无机-有机型(金属-聚合物 、非金属-聚合物等) 无机-无机型(金属-金属、金属-非金属等） 核壳结构的主要制备方法 溶胶- 凝胶法 机械混合法 化学镀法 异相形核法 醇盐水解法 直接甲醇燃料电池 定义： 是直接利用甲醇水溶液为燃料,氧或空气作为氧化剂的一种新型燃料电池。 特点： 系统结构简单 体积能量密度高 燃料补充方便 应用领域： 移动电源 车用电源 基本结构 阳极 质子交换膜 阴极 工作原理 电池：CH3OH + 3/2O2 → CO2 + 2 H2O Ecell= 1.18V 阳极: CH3OH + H20 → CO2 + 6H+ + 6e E1 = -0.016 V 背景介绍 文献介绍 文章介绍了一种制备负载在多壁碳管表面Co@Pt–Ru核壳结构的方法：通过一种新方法控制Co在碳管表面的沉积速率和数量，用硼氢化钠和水合肼做为还原剂来一步一步实现这一过程。制备的催化表现了很好的电化学性能。 具体实验步骤 MCNTs 6M HNO3 冷却 洗涤和抽滤至中性 60℃真空干燥 回流8h 磁力搅拌 油浴加热 具体实验步骤 超声30min 碳管+100ml乙醇 5mg/ml CoCl2 通N2 1h 匀浆 NaBH4 (0.5 mg in 10 mL 0.1 M NaOH) 反应30min N2环境 室温 升温到120°C 逐滴加入50% N2H4 ?H2O 反应 10 h RuCl3和 H2PtCl6 (10 mg Ru and 20 mg Pt in 20 mL H2O) 反应 5 h 过滤，乙醇和水洗 真空50°C干燥，12 h 催化剂 实验结果与讨论 由图知： Co@Pt–Ru核壳粒子的粒径为25-35nm。 Co核的平均粒径为30nm，Pt–Ru壳的平均粒径为3.4nm。 实验结果与讨论 由图知： 壳层Pt–Ru形成合金。 通过谢乐公式计算得到Pt–Ru合金粒子的平均粒径为3.1nm 实验结果与讨论 实验结果与讨论