高导电率氧化钨纳米纤维载铂催化剂的可控合成及电催化性能研究

项目名称： 高导电率氧化钨纳米纤维载铂催化剂的可控合成及电催化性能研究

项目编号： No.21506187

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 有机化学

项目作者： 胡仙超

作者单位： 浙江工业大学

项目金额： 21万元

中文摘要： 三氧化钨（WO3）具有特殊的电化学性质和在酸性溶液中稳定性高等优点，被认为是优良的燃料电池催化剂载体之一。但是WO3作为催化剂的载体存在导电性能差和比表面积小等缺点, 以上限制了其在直接甲醇燃料电池（DMFC）中的应用。.二氧化钨（WO2）分子中具有强烈的金属-金属键作用，使其具有类似于金属的导电性质。本项目拟采用静电纺丝和原位还原技术相结合，合成具有核壳结构的WO2/WO3纳米纤维，通过对Pt + WO2壳层的微结构、化学组成和价态的设计与控制，提高Pt-WO2/WO3催化剂对甲醇氧化和氧还原反应的电催化性能，有效解决目前WO3载体导电性能差和比表面积低等关键问题。

中文关键词： 直接甲醇燃料电池；电催化；纳米纤维；三氧化钨；二氧化钨

英文摘要： Tungsten trioxide (WO3) has the advantages of special electrochemical properties and insolubility in acid solution, which is considered as one of the excellent fuel cell carriers. Unfortunately, WO3 has a low specific surface area and electric conductivity, which limits its application in the direct methanol fuel cell (DMFC)..Tungsten oxide (WO2) possesses metallic conductivity due to oxygen vacancy defects in the lattice and the strong metal-metal bonding inherent to the crystal structure of WO2. We design a core-shell structure catalyst which is composed by WO3 nanofiber as nuclear and Pt + WO2 as shell by combining electrostatic spinning with in situ reduction technology. The performances of methanol electro-oxidation and oxygen reduction are improved by designing and controlling microstructure, chemical composition and valence state of Pt and WO2 shell, which will solve the key scientific problems of WO3 above mentioned.

英文关键词： direct methanol fuel cell;electro-catalysis;nanofiber;tungsten trioxide;tungsten oxide