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直接乙醇燃料电池催化电极PtSn/C的制备及性能研究的开题报告

一、研究背景和意义

随着能源危机的日益严重，寻找新型清洁、高效的能源已经成为全球的热点研究领域。乙醇燃料电池具有高能量转换效率、低污染等优势，是一种非常有前途的清洁能源。其中电极的催化性能对乙醇燃料电池的性能、稳定性和使用寿命等方面具有至关重要的影响。因此，对提高电极的催化性能进行研究，是乙醇燃料电池领域亟需解决的问题。

铂金属是目前单质原料最常用的电极催化剂，但其催化能力受到了价格等方面的限制。为了提高催化能力和降低成本，现在研究的主要方向是开发能够替代铂金属的、催化性能更优良的电极催化剂。合金化改性能够提高催化剂的稳定性和耐久性，其中PtSn合金被认为是潜在的替代铂催化剂的一个重要候选。因此，制备PtSn合金催化剂的研究也成为当今的热点领域。

二、研究内容

本文将研究直接乙醇燃料电池用PtSn/C催化电极的制备方法及性能。具体内容如下：

1.选择合适的前驱体，制备PtSn/C催化电极材料；

2.通过XRD、TEM等手段对PtSn/C催化电极材料进行表征；

3.考察PtSn/C催化电极材料对乙醇电化学氧化反应(ECOR)和氧还原反应(ORR)的催化性能；

4.研究PtSn/C催化电极材料的稳定性和耐久性。

三、研究方法

本文采用化学还原法制备PtSn/C催化电极材料。首先选择PtCl4和SnCl2作为前驱体，将其与还原剂一起还原沉淀在超细碳黑上得到PtSn/C催化电极材料。然后，通过XRD、TEM等手段对PtSn/C催化电极材料进行表征；接着，对PtSn/C催化电极材料的ECOR和ORR催化性能进行考察；最后，研究PtSn/C催化电极材料的稳定性和耐久性。

四、论文结构

本文将分为六个部分：

第一部分为绪论，概括研究背景和意义并介绍本文的研究目标和内容；

第二部分为文献综述，对PtSn合金的制备方法及其在直接乙醇燃料电池中的应用进行概述；

第三部分为PtSn/C催化电极材料的制备及表征，主要描述了PtSn/C催化电极材料的制备方法，并对其进行了物理化学表征；

第四部分为PtSn/C催化电极材料的ECOR和ORR性能测试，对其进行了性能测试；

第五部分为PtSn/C催化电极材料的稳定性和耐久性测试，分析了PtSn/C催化电极材料的稳定性和耐久性；

第六部分为结论和展望，总结本文的研究成果，并对下一步的研究工作提出了展望。