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近年来催化剂在醇类燃料电池设计中起重要作用而受到广泛关注。常规Pt或Pd基贵金属阳极催化剂材料,存在使用寿命低、制作成本高、稳定性差等问题,严重制约了醇类燃料电池的商业化应用,因此设计新的方法获得高性能的催化剂是燃料电池技术发展的必由之路。去合金化是一种从多组分纳米合金表面去除较活泼的金属实现表面贵金属结构,从而有利于传统贵金属基催化剂电催化性能提升的有效策略。与此同时,非金属磷具有丰富的价电子,能影响与其复合金属的电子态,目前众多的研究已证实磷化能显著改善贵金属催化活性以及稳定性。鉴于此,如果先制备贵金属为主要组分的多组分金属合金纳米颗粒前体,再通过酸去合金化处理,最后进行高温磷化处理,通过磷化去合金化方法,最终实现在一种催化剂中“贵金属-辅助金属-非金属”三种组分的复合,这种结构将会有效促进贵金属基催化剂的性能。本论文以设计低成本,高性能的多组分贵金属基复合电催化剂为目标,研究了一种磷化去合金化方法,制备了由“贵金属-辅助金属-非金属”三种组分复合的贵金属基电催化剂,并将其应用于乙二醇和丙三醇的电催化氧化研究。首先探究了通过去合金化法制备高PtPd量D-PtPdCox/PMC催化剂在乙二醇氧化反应中的电催化性能;以此方法为基础,将去合金化贵金属Pt基前体(D-PtCox/C)与次磷酸钠在300℃磷化处理,得到P-(D-PtCox)/C催化剂应用乙二醇电氧化反应中;最后将磷化去合金化方法普适性进行了验证和拓展,制备了Pd基多组分复合材料P-D-PdCox/C,考察了其在丙三醇氧化反应中的催化性能。主要研究内容和结果具体为以下三个部分:第一部分掺氮碳载体负载去合金化高钴含量PtPdCo用于乙二醇电催化氧化研究为了提高贵金属催化剂的催化性能以及其贵金属利用率,在本部分中将高钴含量PtPdCox(x=4~8)前体负载在1,10-菲咯啉修饰的碳载体上,后通过去合金处理制备得到一系列D-PtPdCox/PMC催化剂。电化学测试结果表明,在制备的一系列样品中,D-PtPdCo7/PMC电催化剂的电化学活性比表面积(EASA)高达1748.7 cm-2 mg-1PtPd,是商业Pt/C的3.23倍,并且在3000 s测试后电流密度为0.0632 A mg-1PtPd,对乙二醇氧化反应表现出较好的电催化活性和良好的电催化稳定性。TEM表征结果显示金属纳米颗粒的粒径仅为3.9±0.9 nm,表明此方法使负载的金属纳米颗粒尺寸减小,分散均匀,有利于暴露更多的活性位点,为后续制备多组分贵金属基催化剂研究奠定了基础。第二部分磷化去合金高钴含量PtCo用于乙二醇电催化氧化研究本部分先制备了碳负载高钴含量PtCo纳米颗粒前体,再通过盐酸去合金化处理,然后将所得样品和次磷酸钠混合在300℃条件下磷化,最终得到一系列不同比例的电催化剂(P-(D-PtCox)/C,x=2,4,6,8)。TEM结果显示,所得磷化去合金化纳米颗粒均匀的分布在碳载体表面,且粒径尺寸为1.9±0.5 nm。电化学测试结果显示,与P-(D-Pt)/C相比,所得P-(D-PtCo4)/C具有较高的乙二醇电流密度(322.8 mA mgPt-1)以及3000 s测试后电流密度为0.26 mA mgPt-1,这表明具有良好的乙二醇氧化性能和稳定性。本研究研究的磷化去合金化方法为制备高性能多组分贵金属基催化剂提供了新思路。第三部分磷化去合金高钴含量PdCo增强丙三醇电催化氧化性能研究为验证前述磷化去合金化制备多组分“贵金属-辅助金属-非金属”材料方法的普适性,本部分进一步在Pd基催化剂上进行了拓展和验证。成功制备了P-D-PdCox/C(x=1,3,5,7)催化剂并研究了其对丙三醇氧化反应的电催化性能。物理表征显示P-D-PdCo3/C粒径尺寸为4.8±1.5 nm,电化学测试表明其具有最高的丙三醇峰值电流密度(65.9 mA mgPd-1),计时电流3000 s测试后的电流密度是0.48 mA mgPd-1,高于其他P-D-PdCo/C,P-D-PdCo5/C,P-D-PdCo7/C和P-D-Pd/C电催化剂,表明其具有较好的丙三醇电催化活性和良好的稳定性,也表明磷化去合金化方法在制备多组分贵金属基催化剂具有很好的发展前景。