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聚芳醚酮纤维膜电催化剂载体的制备及性能

发布时间:2018-05-05 09:03

  本文选题:聚芳醚酮 + 静电纺丝 ; 参考:《华北理工大学》2017年硕士论文


【摘要】:电催化剂作为燃料电池的重要组件,提高其催化活性是保证效率,节约能源的重要因素。利用静电纺丝技术对含二氮杂萘酮聚芳醚酮(PPEK)进行电纺制膜,该纤维膜既具有特种工程塑料杰出的力学性能,拉伸强度为12.5 MPa,优异的热学性能,还具有大的比表面积、耐腐蚀等特性。为特种工程塑料纤维膜的制备和研究奠定了基础。在合成PPEK的基础上,引入联苯结构得到PPBEK,采用无电沉积技术制备PPBEK-Pd复合纤维膜。作为电催化剂的载体,PPBEK纤维膜不单解决了贵金属团聚导致的失活,还可以避免催化剂中毒。通过电化学工作站测试PPBEK-Pd复合纤维膜催化甲醇氧化时的起始电势为-0.68 V,峰值电流密度为28.4 m A/cm~2。官能化修饰PPEK,接枝巯基得到PPEK-SH,采用化学镀技术制备PPEK-SHAu复合纤维膜。PPEK-SH-Au电极对丙三醇具有良好的催化氧化性能,在电势为-0.341 V时开始氧化,最大电流密度为75.65 m A/cm~2。此外,循环扫描50次的过程中,第50次的峰电流密度与第一次相比下降了4.9%。充分说明PPEK-SH-Au在丙三醇电解液中的催化作用具有稳定和高效性。以Au为种子,利用Au、Pd之间的金属键作用,制备PPEK-SH-Au-Pd复合纤维膜。在1.0 M KOH和0.1 M甲醇电解液中,最大电流密度为24.56 m A/cm~2,氧化的初始电势为-0.46 V。二次氧化峰峰值随同终止电势的增加而降低,增大KOH浓度极值电流先增高后降低,在KOH浓度为1.0 M时达到最大。将静电纺纳米纤维作为电催化剂的基底,纤维的特殊结构对催化效率有着正向的提升作用,此外还避免了贵金属的浪费。
[Abstract]:As an important component of fuel cell, improving the catalytic activity of electrocatalyst is an important factor to ensure efficiency and save energy. The electrospun film containing diazanaphthone polyaryl ether ketone (PPEK) was prepared by electrospinning technology. The film has excellent mechanical properties, tensile strength of 12.5 MPA, excellent thermal properties and large specific surface area. Corrosion resistance, etc. It lays a foundation for the preparation and research of special engineering plastic fiber membrane. Based on the synthesis of PPEK, the PPBEK-Pd composite fiber membrane was prepared by introducing the biphenyl structure into PPBEK. As the carrier of electrocatalyst, PPBEK fiber membrane can not only solve the deactivation caused by noble metal agglomeration, but also avoid catalyst poisoning. The initial potential of methanol oxidation catalyzed by PPBEK-Pd composite fiber membrane was -0.68 V and the peak current density was 28.4 Ma / cm ~ 2. PPEK-SHAu composite fiber membrane. PPEK-SH-Au electrode prepared by electroless plating has good catalytic oxidation performance for glycerol. The maximum current density is 75.65 Ma / cm ~ (-2) when the potential is -0.341 V. In addition, the peak current density of 50 times decreased 4.9 times compared with the first one. The catalytic activity of PPEK-SH-Au in glycerol electrolyte is stable and efficient. Using au as seed, PPEK-SH-Au-Pd composite fiber membrane was prepared by metal bond interaction between au and PD. In 1. 0 M KOH and 0. 1 M methanol electrolyte, the maximum current density is 24. 56 Ma / cm ~ (2), and the initial oxidation potential is -0. 46 V. The peak value of the second oxidation peak decreases with the increase of the termination potential. The maximum current of KOH concentration increases first and then decreases, and reaches the maximum when the KOH concentration is 1.0 M. Using electrospun nanofibers as the substrate of electrocatalyst, the special structure of the fibers has a positive effect on the catalytic efficiency and avoids the waste of precious metals.
【学位授予单位】:华北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ426.65;TM911.4

【参考文献】

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本文编号:1847074

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