白金奈米複合電催化材料的合成與鑑定

Synthesis and Characterization of Platinum-Based Nanocomposite Electrocatalysts

彭健凱(Chein-Kai Peng)

指導教授 ： 楊家銘

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2011.00248

摘要

直接甲醇燃料電池的陽極鉑釕觸媒氧化甲醇活性和一氧化碳耐受度雖高但是有長時間工作下Ru溶解的問題。本研究將具有不同官能基的高分子聚合至中孔洞碳材CMK-3做為載體，再附載白金奈米粒子合成複合陽極觸媒，此目的在於藉由高分子上不同的官能基來提升白金奈米顆粒氧化甲醇與一氧化碳的活性和改善其穩定性。本研究先以中孔洞二氧化矽SBA-15為硬模板合成CMK-3後，再以自由基聚合反應將不同官能基的高分子單體（乙烯吡咯烷酮、乙烯吡啶、丙烯酸環己酯）聚合至CMK-3。白金奈米顆粒則是以硼氫化鈉和乙二醇為還原劑將其附載至上述的碳載體。這些複合材料均以X光粉末繞射儀、氮氣物理吸脫附儀、熱分析儀、紅外線光譜儀、拉曼光譜儀做結構與定性的鑑定與分析。陽極觸媒的活性則是以循環伏安法、一氧化碳剝除實驗分析觸媒氧化甲醇和一氧化碳的活性、計時伏安法分析觸媒的穩定性。研究結果顯示當白金奈米顆粒周圍的高分子具有羧基或吡啶時，觸媒活性與純白金觸媒相比有明顯提升；與鉑釕觸媒相比活性雖然無明顯提升但卻能有較好的穩定性。

關鍵字

直接甲醇燃料電池 ； 白金 ； 陽極觸媒 ； 複合材料

參考文獻

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