针对目前直接甲醇燃料电池(DMFC)存在的阳极反应慢,易中毒和阴极由于甲醇渗透使Pt中毒两大难题,选取金属酞菁这类MN4大环化合物作为辅助催化剂,以抑制甲醇对Pt的毒化作用。以浸渍制备的金属酞菁修饰的Pt催化剂抑制了中间产物在Pt表面的吸附,大大提高了对甲醇的抗毒化性能。经研究发现金属酞菁抑制甲醇对Pt的毒化是由于金属酞菁的在Pt表面的修饰可以促使Pt 4f 轨道电子结合能向高能方向移动,减弱Pt-CO键从而降低了CO在Pt表面吸附强度。此外金属酞菁降低了甲醇在Pt上氧化的表观活化能,亦是原因之一。基于此我们用胶体法成功合成了MePc:Pt=1:10的金属酞菁更加均匀修饰在Pt表面的金属酞菁修饰的Pt胶体复合催化剂。复合催化剂的Pt活性面积较之Pt/C虽有所下降,但是对甲醇氧化反应的If / Ib(正扫峰电流密度/反扫峰电流密度),暂态和稳态电流均高于Pt/C。Tafel斜率大大小于Pt/C,表明复合催化剂对甲醇氧化的动力学速度优于Pt/C.复合催化剂,另外在甲醇存在条件下,复合催化剂对氧还原的性能亦大大优于Pt/C。氧在复合催化剂上的还原基本上是一个4电子过程。
英文主题词direct methanol fuel cell;metal phthalocyanine;composite catalyst;methanol-tolerant;oxygen reduction reaction