DMFC阳极催化剂Pt-M/C的制备及性能比

2.2 Pt-M／C催化剂的电化学活性的比较

为了评价自制四种n(Pt)：n(M)=1：1的合金催化剂的电催化活性，与同样方法制备的Pt／C催化剂进行了对比，见图4。在相同的配比和热处理温度下，Pt-Cr／C催化剂氢脱附峰的面积最大，说明其具有最大的电化学表面积。Pt-Fe／C和Pt-Co／C较自制Pt／C催化剂差，Pt-Ni／C的活性最低。这可能与Pt-Ni／C催化剂的团聚现象有关。Pt-Ni／C催化剂团聚后形成的颗粒一般较大，因此，其电化学活性而积减少，催化剂活性降低。与XRD及TEM显示结果相吻合。但需要注意的是，相对于Pt／C催化剂，合金催化剂氧的脱附峰都有不同程度的止移。这表明，相对于Pt／C催化剂，加入合金元素组成铂合金催化剂后氧还原反应的过电位有了明显的降低。

图5是甲醇在不同Pt-M／C和自制Pt／C催化电极上的循环伏安图。图中电位正向扫描所产生的峰为甲醇在电极上氧化反应中间产物CO的吸附峰，而电位回扫时所产生的峰为吸附态COads氧化成CO2时的脱附峰。由图可见，Pt-Cr／C电极上CO吸附峰电流值比纯Pt／C催化剂略高一些，Pt-Ni／C的峰电流最低，表明Pt-Cr／C催化剂对甲醇氧化的电催化活性最大。这与各自的电化学活性表面积的大小有关。对Pt／C催化剂，在0.20～0.80 V，随着电檄电势的增加，0.72 V处出现峰电流，继而电流持续走低。相对于Pt／C催化剂，Pt-M／C的CO吸附峰的起峰电位和峰电位均有小同程度的负移，该现象可以用“双功能机理”来解释。即掺入的过渡金属M与Ru相似，能在较低电位下活化水或其它含氧物质，在电极上产生吸附的OH，增加电檄表面OHads的覆盖度，为甲醇脱氢不完全的产物(主要是COads)提供吸附态氧原子，促使电极反应中间产物进一步氧化成CO2。

3 结论

(1)用液相均相沉淀-气／固高温还原两段反应法制备的Pt-M／C催化剂在碳载体中分布均匀，粒径都较小。根据XRD、SEM和TEM结果，Pt-Cr／C的粒径最小，而Pt-Ni／C的结块现象较严重。

(2)各种Pt-M／C催化剂存硫酸及硫酸和甲醇的混合溶液中的循环伏安测试结果表明，Pt-Cr／C的电化学活性面积最大，催化活性最大。