摘要
能源的紧缺以及环境的恶化导致人们对于各种清洁能源的探索和研究。直接醇类燃料电池（DAFCs）由于其高能量密度、来源广泛、环境友好等优点，逐渐的得到了人们的青睐。然而其阳极催化剂金属铂（Pt）由于含量稀少、价格昂贵、易中毒等缺点阻碍了DAFCs的发展。因此面对这种情况，如何制备出催化性能好、价格低廉的催化剂是解决问题的关键。由于在碱性介质中，金属钯（Pd）具有与Pt相似的高催化性能，大量研究者着手合成了高效的Pd基催化剂。 本文从降低催化剂成本，提高催化剂的催化活性、耐久性和抗毒化性能等方面考虑，制备出了三种不同类型的Pd基催化剂。并且我们考察了其在碱性介质中对于甲醇、乙醇的电催化性能，考察了其电催化机理。具体工作内容包括以下三个方面： （1）我们利用锐钛矿型TiO2作载体，由于其与金属粒子表面的电势不同，可以吸附中空AgPd合金粒子，完成对于金属粒子的负载。TiO2作为一种亲水性氧化物，可以很好的吸附溶液中的羟基（-OH），有效的去除一氧化碳等毒化中间体，提高催化剂的抗毒化性能。另外TiO2可以修饰金属粒子的电子结构，同时AgPd之间的相互作用可以提高催化剂的催化活性。与商用Pd黑相比，该催化剂表现出优异的电催化性能。 （2）在碱性条件下，我们快速合成了介观Ag球，并以此作为模板，通过与Na2PdCl4和H2PtCl6之间的氧化还原反应合成介观中空AgPdPt三金属催化剂。通过TEM表征，该催化剂由自支撑的小粒子构成，不易团聚，提高稳定性的同时还加快了传质效率。由XPS结果得出的三金属间的电子效应，对于催化剂的活性提升也很有利。通过循环伏安法和计时电流法的考察，该催化剂对甲醇具有很好的稳定性和催化活性，是商用Pd黑催化剂活性的40倍左右。 （3）我们采用简单方法合成了介观花菜状Ag粒子，以此为还原剂合成了介观花菜状AgPd中空催化剂。SEM和TEM表征显示该催化剂仍保持花菜状粗糙表面，且由7-10nm左右的小粒子构成。AgPd间的电子效应使得催化剂的催化活性得到了改善，中空结构暴露的大的比表面积和粗糙表面暴露的活性位点均有利于催化性能的增强。Ag的引入，使得催化剂易于吸附-OH，从而加快活性位点的释放。该材料的催化活性是商用Pd黑的30倍，并且表现出了很好的稳定性。
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