两种典型稀土元素对钯催化氧化乙醇的影响

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随着全球能源危机的凸显和环境的恶化,提高资源利用率和减少环境污染成为能源研究者的首要课题。乙醇来源广泛,对环境无污染,是一种理想的动力能源。直接乙醇燃料电池作为一种清洁、高效的能源,具有广泛的应用前景。然而,低温燃料电池中阳极催化剂低的催化效率及其高昂价格是抑制低温燃料电池商业化的瓶颈之一。因此,如何提高催化剂的活性和稳定性,减少贵金属的载量,有效降低电池的制造成本成为非常有意义的工作。近几年来,许多研究者把注意力集中在发展 Pd这类非铂催化剂上,特别是在碱性电解质溶液中,Pd对乙醇的电催化氧化表现出了优越的性能。本文就从添加两种典型稀土元素,设计并合成了一系列 Pd基合金结构催化剂。  1、在碱性溶液中,Yb/C和CeO2/C对乙醇都没有催化氧化能力。  2、碱性介质中Pd-Yb/C系催化剂对乙醇的催化氧化。采用化学还原法分别制备了不同比例的 Pd-Yb/C(10%wt)和 Pd-Yb/C(40%wt)催化剂,并进行结构表征,用循环伏安法和计时电流进行催化活性检测。结果显示:碱性条件下,在两种质量分数不同的催化剂中添加少量的Yb能促进Pd/C对乙醇的催化氧化。当Pd与Yb的摩尔比为11:1时两种质量分数不同的催化剂均显示出最好的催化活性,并且Pd-Yb(11:1)/C(40%wt)比Pd-Yb(11:1)/C(10%wt)对乙醇的催化氧化效率高。  3、碱性介质中Pd-CeO2/C系催化剂对乙醇的催化氧化。采用化学还原法制备了不同比例的Pd-Ce/C(40%wt)催化剂,并进行结构表征,循环伏安法和计时电流进行催化活性检测,结果显示在碱性条件下,添加少量的CeO2能促进Pd/C对乙醇的催化氧化。当Pd与Ce的摩尔比为2:1时显示出最好的催化活性。当CeO2与Pd的摩尔比等于或大于3/2时,CeO2就作为载体,催化剂的最大峰电流基本不变。
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