过渡金属硫/硒化物的合成及其作为直接甲醇燃料电池阴极催化剂的研究

尽管直接甲醇燃料电池（DMFC）在理论上具有很高的功率密度和良好的应用前景，但目前其性能与商业化的要求仍有很大差距。"甲醇渗透"问题是影响DMFC阴极性能的主要问题之一。因此研究对氧还原具有高活性且抗甲醇中毒的阴极催化剂对于发展DMFC具有重要意义。过渡金属硫/硒化物是一类耐甲醇的催化剂，但目前的制备方法单一、产物的催化活性较低。本项目以过渡金属硫/硒化物的电催化性能为主导，以催化剂的制备为基础，采用水热/溶剂热合成方法，探索一条制备过渡金属硫/硒化物电催化剂的新途径。研究"制备条件－催化剂结构参数－电催化性能"三者之间的关系，了解氧在该类催化剂上的还原反应机理。在此基础上，通过反应条件的优化制备高质量的过渡金属硫/硒化物电催化剂，为发展高效DMFC氧还原电催化剂提供理论和实践基础。

“甲醇渗透”问题是影响直接甲醇燃料电池（DMFC）阴极性能的主要问题之一。研究对氧还原具有高活性且抗甲醇中毒的阴极催化剂对于发展DMFC具有重要意义。过渡金属硫化物是一类耐甲醇的催化剂，但目前的制备方法单一、产物的催化活性较低。本项目主要围绕Mo、Ru、Rh、Re四种过渡金属的硫化物，以及两种或两种以上过渡金属的复合硫化物的合成，系统研究了制备上述硫化物的水热/溶剂热方法，其中对高温溶剂热方法进行了深入研究，并采用此方法成功制备了高度结晶的纳米级硫化物，以及在没有外加碳源的情况下直接制备了硫化物/碳的纳米复合物；在此基础上借助水热/溶剂热方法制备了高度分散的碳载催化剂，并对其氧还原反应催化性质进行了表征，较系统地考察了催化剂制备条件－催化剂组成与结构－电催化活性三者之间的关系。对研究过渡金属硫化物的结构与制备方法以及发展高效DMFC电催化剂具有一定意义。