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摘要：Pt与第三周期过渡元素M（M=Ni、Co、Cr、Mn、Fe等）构成的合金催化剂（Pt-M）显示出了较高的质量比活性以及面积表活性，可在保证高效ORR活性的同时，有效降低质子交换膜燃料电池（PEMFCs）阴极贵金属的使用量。本论文在离子液体存在下采用微波加热法合成了PtNi/C催化剂。TEM测试表明合成过程中引入适量离子液体可有效降低PtNi纳米颗粒的尺寸，同时可以改善其在碳载体上的分散；此外，本论文还研究了离子液体含量与纳米颗粒粒径之间的关系；进一步，氧还原测试表明本论文所制备的PtNi/C催化剂显示出优异的氧还原（ORR）活性。69856
毕业论文关键词：离子液体、PtNi催化剂、氧气还原反应
Study on the influence of ionic liquid on PtNi alloy catalyst for oxygen reduction reaction (ORR)
Abstract: Pt-M alloy, obtained by combining Pt and the third cycle transition element M(M=Ni,Co,Cr,Mn,Fe,etc.), shows a higher mass-specific and area-specific activity, which can both insure a high efficiency of ORR activity, and reduce the usage of cathodic precious metal of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). PtNi/C catalysts were synthesized by a microwave process in the presence of room temperature ionic liquid (IL). The results obtained from TEM showed that the IL synthesis method resulted in size reduction of PtNi nanoparticle, improvement of PtNi dispersion on carbon support, and identification of the relationships between the mean size of particles with increasing IL content. The result of ORR test showed that the PtNi/C catalysts prepared by this method have excellent electrocatalytic activity for oxygen reduction.
Keywords: ionic liquid; PtNi catalyst; oxygen reduction reaction.
目录
1.1 燃料电池工作原理 4
1.2 ORR还原机理 6
1.3 PEMFC阴极催化剂的研究进展 7
1.4本论文的研究意义与研究内容 10
第二章 实验过程 11
2.1药品 11
2.2仪器 11
2.3 PtNi/C催化剂的制备 11
2.4 TEM表征 12
2.5 XRD表征 12
2.6催化剂的半电池评价 12
第三章 离子液体对PtNi/C催化剂结构及性能影响研究 13
3.1 PtNi/C催化剂微观结构分析 13
3.2 PtNi/C电化学性能测试 16
第四章 结论及展望 19
4.1小结 19
4.2展望 20
参考文献 21
离子液体对氧还原催化剂(PtNi合金)性能影响的研究
第一章 文献综述
1.1 燃料电池工作原理
燃料电池（fuel cells, FCs）是一种可以将化学能直接变为电能的发电装置。燃料电池始于1839年英国，Grove首次采用催化剂铂黑构成的电极制造出简单的氢氧燃料电池，并点亮了灯泡；1889年开始出现燃料电池这一名称。论文网
燃料电池其实质是电化学装置，由正负电极和电解质组成，负极是燃料电极，正极是氧化剂电极。普通电池的活性物质都储存在内部，它的缺点也是不言而喻--容量小；燃料电池电极仅仅是一个催化原件，工作所需要的燃料和氧化剂则由外部供给，所以理论上只要我们不中断燃料和氧化剂就可以保持持续工作，它的反应产物也是在工作过程中持续排出，不会产生任何影响。燃料电池具有多用途、多领域，既可应用于军事、空间、发电厂领域，也可应用于机动车、移动设备、居民家庭等领域，这些用途体现出燃料电池具有相当多的优点。