碳纳米管负载铂催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化研究

Pt金属是直接甲醇燃料电池(DMFC)常用的催化剂犤1～3犦。为了尽可能减少Pt金属用量,提高Pt的分散度,人们总是选择具有高表面积的基质,如石墨、碳黑、活性碳、分子筛、质子交换膜等,作为Pt金属的载体犤3～5犦。最初,人们以为载体的作用仅仅是提供表面积和多孔气体扩散电极的骨架,使Pt微粒可以有更大的比表面积与反应物接触,但是现在普遍认为犤1犦,当Pt金属负载在活性炭上时,它们中的催化性能有一部分应归结于金属和载体之间的相互作用,因此,载体的形貌及物理化学性质直接影响着催化剂对甲醇的电催化氧化活性。碳纳米管(CNTs)由于其拥有纳米级管腔结构、较高的比表面积、类石墨的多层管壁等特点,使它在做催化剂载体方面有着良好的应用前景犤6～9犦。CheGuangli等人犤6犦在探索CNTs的潜在用途时,曾研究了将Pt、Ru、PtRu等金属或合金沉积在CNTs的内壁,并讨论了其在DMFC上的潜在用途。本文通过液相化学还原的方法制得Pt载量为20%的Pt/CNTs催化剂,并研究了预处理对催化剂形貌、表面基团及其对甲醇电催化氧化性能的影响。1实验部分1.1试剂和仪器实验所用试剂均为分析纯,所有溶液均用三次蒸馏水配制。