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质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种理想的低温燃料电池,具有高能量密度、运行温度低和稳定性能较好等优点,在航天领域、潜艇、电动车等领域有广泛的应用前景。目前, PEMFC主要采用碳载铂作为其电催化剂,但由于铂资源匮乏、价格昂贵,所以限制了PEMFC的广泛应用,因此如何降低PEMFC用电催化剂的成本,提高其性能成为PEMFC的关键技术之一,国内外研究者针对此已经进行了大量的研究,其中包括高性能Pt/C催化剂的研究、Pt基合金催化剂的研究等。本文提出了一种制备Pt /C电催化剂的新方法——无机胶体法。采用无机胶体法对Pt/C电催化剂的制备及其表征进行全面的研究,重点考察和研究了影响胶体的形成和稳定性的因素、还原剂的种类、载体碳的预处理和Pt/C催化剂热处理等多种因素对所制备的Pt/C电催化剂的物化性能以及电化学性能的影响,并与进口Johnson Matthey商用20wt%Pt/C进行性能比较。本文也研究了回收质子交换膜燃料电池(PEMFC)失效的Pt/C催化剂的技术,通过高温灼烧得到贵金属Pt渣。Pt渣经适量王水溶解、煮沸、浓缩和再稀释制成H2PtCl6溶液,采用无机胶体法重新制备出PEMFC用Pt/C催化剂。透射电子显微镜测试结果表明,采用经优化的工艺条件所制备的Pt/C催化剂平均粒径为3nm,且分散性好、粒度均匀。X-射线衍射分析表明,催化剂中Pt的晶格参数比较小,晶格参数减小,有利于加速氧还原反应。循环伏安法测试表明所制备的Pt/C催化剂对氢和氧电极过程具有良好的电催化性能。单体PEMFC的电压/电流密度曲线测试表明,所制备的Pt/C催化剂具有良好的电化学性能。在Pt/C电催化剂制备新方法研究的基础上,探索性研究了采用无机胶体法制备用于氧还原反应(ORR)的Pt-Cr/C电催化剂的分步还原制备法和同步还原法制备法。实验表明,Pt-Cr/C合金催化剂颗粒粒径在8~13nm之间,影响催化剂活性的结构因素发生了变化。XRD证明,合金催化剂的晶格参数明显变小,Pt3Cr(100)暴露程度的增加,这有利于氧分子的吸附解离,从而提高催化剂对ORR的催化活性,CV结果证明,与Pt/C电催化剂相比,合金催化剂对ORR的催化活性明显提高。初步研究表明900℃下,采用乙醇回流工艺,原料铂铬摩尔组成比为1:1的电催化剂的性能最好。