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还原热处理条件对Pt-Fe/C合金催化剂性能的影响
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]同济大学(嘉定校区)新能源汽车工程中心,上海201804, [2]华东理工大学资源与环境工程学院,上海200237, [3]同济大学(嘉定校区)汽车学院,上海201804
  • 相关基金:国家自然科学基金(21006073)、上海市青年科技启明星计划(11QA1407200)和上海市重点学科(B303)资助项目
中文摘要:

采用脉冲微波辅助化学还原一含氢气体热处理法制备了质子交换膜燃料电池(PEMFC)用Pt-Fe/C合金催化剂.通过电感耦合等离子体(ICP)检测了金属元素含量,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂的微观结构和形貌进行了表征,并利用循环伏安(CV)法评价了催化剂催化氧还原性能.结果表明,脉冲微波辅助化学还原法是一种快速制备粒径较小、分布均匀的Pt—Fe/C催化剂的有效方法,含氢气体热处理对提高催化剂活性有重要作用.还原热处理温度和时间对催化剂活性也有很大影响.经过500℃还原热处理后的催化剂活性比还原热处理之前的催化剂性能有很大提高.TEM和XRD结果显示,Pt-Fe/C.500-3h的纳米粒子均匀地分散在碳载体上。平均粒径为1.8nm,500℃下热处理3h的催化剂有最大的电化学表面积(ESA),为55.14m^2·g^-1.

英文摘要:

Pt-Fe/C catalyst for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) was prepared by a pulse-microwave assisted chemical reduction heat-treatment synthesis method. The elemental content was tested by inductively coupled plasma (ICP). The microstructure and morphology of the as-prepared catalyst were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The electrocatalytic performance was measured by cyclic voltammetry (CV). The results indicate that pulse-microwave assisted chemical reduction heat-treatment synthesis is an efficient method for preparing PEMFC catalysts while the temperature and time of heat treatment greatly affect the size and activity of the Pt-Fe nanoparticles. For a heating temperature of 500 ℃ and a time of 3 h the Pt-Fe nanoparticles were uniform in size. Moreover, the Pt-Fe/C-500-3h alloy catalyst was highly dispersed on the surface of the carbon support and the TEM and XRD showed that the average Pt-Fe nanoparticle size was 1.8 nm. The electrochemical measurements show that the electrochemical surface area (ESA) of the catalyst was 55.14 m^2· g^-1.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781