聚苯胺、钛(锡)氧化物修饰碳纳米管负载铂催化剂的制备及性能研究

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分别在四氯化钛、硫酸钛及四氯化锡的酸性水溶液中加入碳纳米管,通过上述盐的水解,制备了碳纳米管/钛(锡)氧化物;并在碳纳米管/钛(锡)氧化物的分散体系中,以H2PtCl6为前驱体,NaBH4为还原剂,制备了碳纳米管/钛(锡)氧化物负载铂催化剂;并通过表征所制备催化剂的结构与性能,研究了催化剂载体的制备条件对催化剂性能的影响。研究结果表明,碳纳米管与盐的摩尔比、碳纳米管/钛(锡)氧化物的煅烧温度以及盐的水解方式对催化剂的性能均有影响。本研究中较为适宜的煅烧温度为600℃,这可能与钛(锡)氧化物的失水程度以及钛(锡)氧化物的结晶性能有关。与同步水解方式相比,非同步水解方式所制备的碳纳米管/钛(锡)氧化物负载铂催化性能更好。催化性能的改善与铂纳米粒子在碳纳米管/钛(锡)氧化物表面好的分散性和更小的粒径有关。钛(锡)氧化物表面的氧或羟基不仅可以改善铂纳米粒子的分散性,提高贵金属的利用率外,而且能强化甲醇氧化中间产物和CO的进一步氧化;这意味着借助钛(锡)氧化物的帮助,负载少量铂就可能获得高性能的燃料电池用催化剂。此外,本研究还通过苯胺的原位氧化聚合制备了碳纳米管/聚苯胺复合材料,并在上述复合材料的分散体系中,以H2PtCl6为前驱体,NaBH4为还原剂,制备了碳纳米管/聚苯胺负载铂催化剂。与碳纳米管负载铂催化剂相比,负载在聚苯胺/碳纳米管表面的铂纳米粒子分散的更为均匀,粒径分布也更窄,同样显示了好的催化性能。
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