Mo2C/MWCNT催化剂制备及其电催化氧化甲醇性能
毛磊鑫1
傅林1
刘雷2
高志华1
黄伟1
左志军1
1.太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学化学工程与技术学院,山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室,山西太原 0300242.太原理工大学化学工程与技术学院,山西太原 030024
摘要：随着经济的快速发展,化石燃料需求量的逐年增加以及环保问题的日益突出,能源问题显然已成为焦点问题.亟需加快能源结构转型、提高能源利用率以及开发绿色新能源技术.同时国家也对新能源表现出极高的关注度,大力支持发展新能源产业.直接甲醇燃料电池是一种新型的能量转换装置,可以直接把化学能转化为电能,因其不受卡诺循环限制、能量密度高,清洁环保等优点引起研究者的广泛关注.直接甲醇燃料电池的阳极催化剂是其最关键的组成部分,其催化性能的优劣直接影响电池的性能.目前的商业催化剂主要为贵金属,昂贵的价格、复杂的制备过程以及易受中间体毒化等问题严重制约其商业化.Mo的碳化物由于其独特的d带电子结构,表现出与贵金属类似的催化活性.分别将MoO2、MoO3 和Mo2C负载于多壁碳纳米管时,Mo2C负载于多壁碳纳米管的催化剂甲醇电氧化活性最高.为探究载体表面活性位点对甲醇电催化氧化的影响,以不同质量比的钼酸铵和多壁碳纳米管为前驱体,制备了具有一维纳米结构的Mo2C/MW-CNT催化剂,并评价其电催化氧化甲醇性能.利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等测试手段对催化剂形貌及结构进行分析.结果显示,0.7 V(vs.Hg/HgO)电压时,前驱体钼酸铵和MW-CNT的质量比为 1∶1时(Mo2C/MWCNT-1)催化剂的甲醇电催化氧化性能最佳,其电流密度为185 mA/cm2,且 10h后仍保留了初始催化活性的 76.19%.此时Mo2C均匀分散在多壁碳纳米管管壁,粒径约3～12 nm.另外,较小的电荷转移电阻有利于甲醇电催化氧化性能的提高.
关键词：Mo2C多壁碳纳米管甲醇氧化反应直接甲醇燃料电池电化学
分类号：TM911.4(独立电源技术（直接发电）)O643.36(物理化学（理论化学）、化学物理学)
资助基金：国家自然科学基金(22078214)山西省科技创新人才团队专项资金资助项目(202204051001009)山西省重点研发计划资助项目(202102090301005)
论文发表日期：2024-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 4946-4954 )
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