1、傳統(tǒng)化石燃料的過度利用帶來的環(huán)境污染、氣候變化和能源危機已使人們強烈意識到社會的可持續(xù)發(fā)展急需開發(fā)和利用新的可持續(xù)能源。燃料電池作為一種高效的將化學能轉化為電能的能源轉化裝置,在可持續(xù)能源的發(fā)展上具有重要地位。以氫、甲醇、乙醇、甲酸等有機小分子為陽極燃料的質子交換膜燃料電池近年來日益受到關注。和氫相比,液體燃料的能量密度高,且易于運輸和存儲,因此其應用前景更為廣泛。直接甲酸燃料電池(DFAFC)由于具有較高的理論開路電壓、較低的燃料滲透

2、、無毒、不易燃等優(yōu)點,表現出比直接甲醇燃料電池更大的應用前景,有望成為市場上的小型燃料電池之一。
　　然而,在直接甲酸燃料電池的研究過程中也遇到了一些問題,無論是 Pt基催化劑,還是 Pd基催化劑,均存在貴金屬的利用率低、催化劑的效率低、穩(wěn)定性差等問題。聚苯胺(PANI)是一種具有獨特導電活性的聚合物,具有比較大的表面積、低電阻和穩(wěn)定性,曾被作為燃料電池的催化劑載體來研究。本工作通過電化學沉積的方法在電極表面制備了聚苯胺,然后將金

3、屬催化劑沉積至多孔的導電聚合物中,使金屬特定區(qū)域的表面積增大,從而提高催化劑利用率。此外,利用 PANI與 Pd、Pt以及 PtPd等催化劑之間的協(xié)同作用,催化劑的活性和穩(wěn)定性也得到一定程度提高。具體如下:
　　1、以循環(huán)伏安法沉積 PANI,再利用電化學沉積法合成了xPANI/Pt復合物催化劑,研究了其在硫酸介質中對甲酸的電催化氧化性能,確定了最佳沉積條件。在我們所考察的范圍內,沉積20個循環(huán)時的聚苯胺(即催化劑20PANI/P

4、t),對甲酸電氧化呈現最高的催化活性,甲酸氧化的峰電流約是純 Pt的2倍。
　　2、利用電化學沉積法合成了xPANI/Pd復合物催化劑,研究了其在硫酸介質中對甲酸的電催化氧化性能。在我們所考察的范圍內,沉積15個循環(huán)的聚苯胺(即催化劑15PANI/Pd),對甲酸電氧化呈現最高的催化活性,甲酸氧化的峰電流約是純 Pd的6倍
　　3、利用電化學沉積法合成了20PANI/PtxPdy復合物催化劑,研究了其在硫酸介質中對甲酸的電催化

5、氧化性能。我們所考察的范圍內,當電解質溶液中 Pt與 Pd前驅體之比為7:3時,即催化劑20PANI/Pt7Pd3對甲酸的電催化氧化活性最高,峰電流是未預沉積苯胺的Pt7Pd3樣品的1.5倍,純 Pt的5.7倍。
　　4、在催化劑 Pd/C的表面電沉積聚苯胺,合成了催化劑 Pd/C/xPANI,研究了其在硫酸介質中對甲酸的電催化氧化性能。我們所考察的范圍內,其中催化劑 Pd/C/15PANI對甲酸的催化活性最高,峰電流約為 Pd/