Pt2Sn1催化剂受炭载体孔径的影响

                                         WMC模型

　　乙醇燃料电池是一种绿色低碳的能源转换装置，其燃料乙醇可再生、易储存，分解产物为水和二氧化碳，无污染，反应过程为电化学过程，安静无噪音，可作为便携式电子设备的电源。直接乙醇燃料电池多采用Ｐｔ基材料作为阳极催化剂，这导致燃料电池的高成本。为了解决这一问题，通常将Ｐｔ基材料制成纳米颗粒，均匀担载在廉价的载体上作为阳极催化剂，以增加催化剂的比表面积，提高Ｐｔ的利用率，降低燃料电池的造价。

　　目前，燃料电池催化剂中使用最广泛的载体材料是VulcanXC72R活性炭，其比表面积为254ｍ２•ｇ－１，具有良好的导电性，在电解液中稳定，其缺点是内部没有孔道结构，反应过程中的传质性能不好。蠕虫孔炭具有的孔道结构正好弥补了VulcanXC72R活性炭的缺点。

　　曾经报道过不同孔径WMC担载的Pt颗粒对氢气电氧化的影响，发现孔径对于催化剂中Pt的利用率以及传质过程有重要影响。由于乙醇是液体且分子直径远大于氢气，所以传质过程对乙醇电氧化的影响会比其对氢气电氧化的影响大而且复杂。，ＷＭＣ载体孔径对其上Pt2Sn1 的粒径几乎没有影响，对催化剂的电化学活性有明显影响。当载体孔径大于２ 倍催化剂平均粒径（WMC7）时，催化剂（Pt2Sn1／WMC F7）具有最高的电化学活性面积，表现出最高的乙醇电氧化活性。该催化剂乙醇电氧化峰电流密度（Iｐ）略高于商用载体担载的催化剂，且随温度升高而升高。当载体孔径等于催化剂粒径（WMC F0）或介于１倍催化剂粒径与2倍催化剂粒径之间（WMC F30）时，催化剂（Pt2Sn1／WMC F0和Pt2Sn1／WMC F30）的乙醇电氧化活性远低于Pt2Sn1／WMC F7，未发现其Ip 值随温度升高而明显升高，说明载体孔径过小会使传质过程成为反应速控步，进而限制催化剂的乙醇电化学反应活性。