热分解法制备涂层钛阳极电催化甲醇活性
直接甲醇燃料电池(DMFC)通过阳极催化作用,可直接把甲醇转化为H2O和CO2,同把甲醇转化为氢后才能进行能量转换的质子交换膜燃料电池(PEMFC)相比,具有体积小,质量轻,结构简单 ,成本低廉等优点 ,具有广阔的商业应用前景。目前限制DMFC的主要问题是甲醇阳极采用铂作催化剂 ,价格贵 ,利用率低 ,且容易被阳极反应过程中的中间产物CO所毒化。因此寻找新型高效的催化剂 ,避免催化剂中毒是研究的重点。目前研究含铂阳极对甲醇的电催化作用主要采用碳载铂阳极 ,其主要不足是电极制备工艺复杂、消耗的铂量过大,难以实现在分子水平上进行催化剂分子的设计 ,因此不利于大规模地研究多元复合氧化物型催化材料对甲醇的电催化;Shen等尝试采用化学镀的方法研究了Pt/WO3电极在酸性溶液里对甲醇的电催化作用 ,国内也有人作了类似的研究,采用化学镀法研究甲醇在改性铂电极表面的电催化工艺简单 ,消耗的铂很低 ,而且电极性能稳定 ,是研究多元复合氧化物型催化材料对甲醇电催化作用的较好方法 ,但不同金属元素之间平衡电极电位的差异限制了该方法的应用范围。
中南大学陈晓春等人采用热分解法制备了用于甲醇电氧化的改性钛阳极 ,用三电极体系测试了电极对甲醇的电催化氧化。循环伏安测试表明 ,甲醇氧化过程中中间产物的存在抑制了甲醇在阳极上的电催化氧化 ;稳态极化曲线则表明 ,阳极涂层中采用SnSb掺杂 ,改性钛阳极的催化活性得到显著提高 ;而往阳极涂层中加入少量Ru后 ,由于Ru遏制了PtO2的分解 ,钛阳极催化活性有所下降。对电极制备方法加以改进后 ,可明显看出Ru促进了电极对甲醇的电催化活性。