醇类电催化氧化催化剂的研究进展摘要:直接醇类燃料电池（DAFC）是以小分子醇类为燃料、直接将化学能转化为电能的装置。
它具有能量转化效率高、燃料来源丰富、储运方便、成本低廉等优点，是理想的便携式电源。
为提高碱性介质中多壁碳纳米管（MWCNT）负载 Pd 基催化剂对醇类电氧化反应的催化活性及抗中毒能力，本文采用乙二醇还原法制备了Pd/MWCNT 催化剂，并引入过渡金属进行改性，制备了 PdM/MWCNT（M = Ni、Mo、Ce）二元催化剂。
采用透射电子显微镜（TEM）、X-射线光电谱（XPS）及差热分析（DTA）等手段对催化剂的形貌、组成及结构进行表征。
以循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）、电化学阻抗谱（EIS）及计时电流法（CA）等电化学方法考察了催化剂在醇类电氧化反应中的催化活性及抗中毒能力。
主要研究结果如下：（1）采用乙二醇还原法制备了 Pd/MWCNT 催化剂与 PdNi/MWCNT 催化剂，结果表明添加 Ni 后的催化剂在载体表面分散更均匀，平均粒径为 2.34nm。
PdNi/MWCNT 催化剂中 Ni 主要以 Ni(OH)2和 NiOOH 形式存在，在碱性溶液中对甲醇的电催化氧化表现出较高的活性。
（2）通过 PdM/MWCNT（M=Mo、Ce）催化剂的优化实验，发现 Mo、Ce 纳米粒子的添加有助于提高催化剂的催化能力，且当 Pd:Mo=1:0.2、Pd:Ce=1:0.1 时，350℃焙烧制得的 PdMo/MWCNT、PdCe/MWCNT 催化剂分别对甲醇、乙醇的电催化氧化活性较为突出，抗 CO 中毒能力较强。
（3）通过对助催化剂钼、铈化合物的焙烧，发现随着温度的升高，金属氧化物的生成量增多，能为催化剂提供较丰富的含氧物种，促进中间产物的继续氧化，从而提高催化剂的抗中毒能力；但焙烧温度过高，会引起催化剂的导电能力下降，甚至破坏碳纳米管载体的结构，使催化剂失效。
Abstrac t: the direct alcohol fuel cell (DAFC) is a device which can convert chemical energy into electrical energy by the small molecule alcohol as fuel.. It has the advantages of high energy conversion efficiency, rich fuel source, convenient transportation, low cost, etc., is the ideal portable power source. In order to improve the alkaline medium multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) load Pd based catalyst for alcohol electro oxidation reaction catalytic activity and anti poisoning ability. This paper using ethylene glycol reduction method for preparing the Pd/MWCNT catalyst, and the introduction of transition metal modified PdM/MWCNT (M = Ni, Mo, CE) binary catalyst was prepared. The morphology, structure and structure of the catalysts were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X- ray photoelectron (XPS) and differential thermal analysis (DTA).. By cyclic voltammetry (CV) and linear sweep voltammetry (LSV), electrochemical impedance spectrum (EIS) and timing current method (CA) and electrochemical methods to study the catalytic activity of the catalysts in the methanol electro oxidation reaction and anti poisoning ability. The main results are as follows:(1) using ethylene glycol reduction method to prepare Pd/MWCNT catalyst andPdNi/MWCNT catalyst. The results show that after adding Ni catalyst on the surface of the carrier dispersed more evenly, the average particle size of 2.34nm. The PdNi/MWCNT catalyst of Ni mainly exists in the presence of Ni (OH) 2 and NiOOH, and shows higher activity of Electrocatalytic Oxidation for methanol in alkaline solution..(2) by PdM/MWCNT (M = Mo, CE) catalyst optimization experiment. It was found that the Mo, CE nanoparticles add help to improve the catalytic activity of the catalyst and when Pd:Mo=1:0.2 Pd:Ce=1:0.1, 350 DEG C roasting PdMo/MWCNT, PdCe/MWCNT catalyst respectively electrocatalytic activity for methanol, ethanol is more prominent, the resistance to CO poisoning ability.(3) by roasting of molybdenum catalyst, cerium compounds, discovered in the production of metal oxide increased with the increase of temperature, catalyst provides abundant oxygenated species, promote intermediates to oxidation, so as to improve the catalyst anti poisoning ability; but calcination temperature is too high will cause catalyst conductivity decreased, and destruction of the structure of carbon nanotube carrier, the catalyst failure.关键词：直接醇类燃料电池；阳极催化剂；活性；抗中毒；钯、电、核能Keywords: direct alcohol fuel cell; anodic catalyst; activity; poisoning; PD, electric, nuclear energy.1.2 燃料电池的概述燃料电池（Fuel Cell）是等温地将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的一种电化学的发电装置。
1.2.1 燃料电池的特点燃料电池与其他能量转换装置相比，具有非常突出的优越性。
（1）效率高燃料电池是按照电化学原理等温地将燃料电池和氧化剂中的化学能直接转化为电能，不受卡诺循环限制。
理论上，燃料电池的能量转换效率可达75%~100%，然而由于各种极化的存在，其实际能量转换效率约为40%~60%，若采用热电联供的方式，则能量转换效率可达80%以上，随着燃料电池技术的进步，其转换效率有希望进一步提高。
而且，燃料电池的高效率适用于各种负载条件。
常规的汽油或柴油等发电机在低于额定负载条件下发电时，由于机械损失和热损失的增加，发电机的效率要下降，但是燃料电池在低于额定负载条件下工作时则会由于各种极化的减小而获得更高的能量转换效率。
因此，与其他形式的发电技术相比，平均单位质量燃料所能产生的电能，除了核能发电以外，燃料电池是一种高效的能量转换装置。
（2）污染小燃料电池具有极为突出的环境效益。
若采用氢气作为燃料，燃料电池的反应产物是水，因此非常清洁。
首先，考虑到来源和成本等问题，一般燃料电池都以化石燃料重整后获得的富氢气体作为燃料，在制备富氢气体过程中也会排放CO2但是这一过程所排放的CO2要比热机发电过程的排放量减少40%以上，可以有效地减缓地球温室效应。
其次，燃料电池的燃料在反应前都要进行净化以去除杂质，而且燃料电池是按电化学原理发电，没有燃烧过程，所以几乎不排放氮氧化物和硫氧化物，减轻了对大气的污染。
随着技术的进步，未来可以利用太阳能、风能、水能、地热能、海洋能等这些绿色可再生能源以及核能从水中提取氢气作为燃料，进行燃料电池发电，即可从根本上实现无污染发电。
（3）噪声低目前普遍采用的发电技术中，包括火力发电、水力发发电等，主要装置仍以大型涡轮机为主，基本上是一种结构复杂的高速运转机械，运转过程噪声非常大。
相对地，燃料电池结构简单而且没有转动组件，按电化学原理工作，可以安静地将燃料的化学能转化为电能。
实验证明，距离40kW 磷酸燃料电池发电机4.6m 的噪声值为60dB；而4.5MW 和11MW 的大功率燃料电池发电机组的噪声值低于55dB。
我国对居住、商业、工业混杂区的噪声标准是昼间≥60dB，夜间≤50dB。
显然，燃料电池电站更符合人们工作生活的需求。
噪声越低，越可缩短电站与需电的工厂或住宅的距离，这样便可有效地降低电能通过长距离高压线路输送时造成的损失。