Mo2C饰Pd基催化剂的制备与性能(4)
研究[9]表明，Pt52-Ru48/C催化剂可以提高乙醇的电化学氧化活性，反应机理为：
Pt-Ru-OHads+Pt-Ru=C=O→2Pt-Ru+CO2+H++e- （6）
2Pt-Ru-OHads+(CH3COOH)ads→2Pt+Ru+2CO2+6H++6e- （7）
Iwasita等[10]研究发现，乙醇氧化反应的中间产物在低电势下难以继续氧化，这些物质使催化剂中毒。从上述机理看出，乙醇氧化是一个多步脱氢的复杂过程，涉及到12个电子的跃迁，氧化过程中产生的某些中间物吸附在电极表面，使电极失去活性。只有反应（6）和（7）中产生大量的表面氧化物（OHads），才能把乙醇完全氧化成二氧化碳。
1.5 阳极催化材料
影响DEFC性能的一个主要因素是电极表面的乙醇氧化、氧气还原过程的动力学缓慢。为了获得较高的功率密度以适应实际应用的需要，在电池的阴极和阳极都要使用催化剂来加速反应过程，因此DEFC电极的构造以及所应用的电极催化材料成为关键。
1.5.1 Pt金属催化剂
纯Pt催化剂是目前公认的氧化活性最高、使用最广泛的催化剂平台，反应动力学较慢和催化剂CO中毒是乙醇氧化的两大障碍，而Pt催化剂能快速地吸附催化反应中产生的CO并将其氧化成CO2，因此具有很高的氧化效率。
文献[11]采用将Pt直接嵌入碳干凝胶的方法制备出低负载率的Pt/C（4.32wt%）催化剂，在乙醇催化氧化试验中与20wtPt/C进行对比发现，4.32wt%的Pt催化剂具有很高的大规模电流密度且氧化活性较高，增加了碳凝胶中Pt表面的粗糙度，使其比表面积更大、催化活性更高。
虽然Pt金属催化剂活性很高，但容易使CO中毒失去活性，因而寿命不长。为降低催化剂中Pt的含量，改善其抗中毒性能，研究人员尝试在催化剂中掺杂其他金属或金属氧化物，制备成Pt合金或Pt及金属氧化物合金催化剂，效果非常显著。
1.5.2 Pd金属催化剂
Pd被认为是Pt的重要替代材料之一。最近的研究表明[12]，在碱性环境中Pd对乙醇的氧化活性比Pt更高，因此碱性直接乙醇燃料电池渐渐引起人们的关注。
文献[13]将Pd纳米颗粒负载在以SnO2为基底的纳米石墨片上制备成Pd/ SnO2-GNS催化剂。Pd/ SnO2-GNS的ECSA高达215.8m2•g-1，对乙醇催化氧化的峰值电流密度为46.1mA•cm-2。这是由于SnO2能促进催化剂表面OHads的浓度增加，而OHads能促进乙醛氧化成乙酸，从而释放出更多Pd表面的活性位进行下一步的催化反应。但Pd/ SnO2-GNS催化剂的缺点是容易造成Pd活性位堵塞，而且具有半导体特性的SnO2会增加催化剂的阻抗。文献[14]将PdCl2溶解在一定浓度的NaOH溶液里，然后在电极表面进行热水解制备出了PdO颗粒在1mol•L-1含有乙醇的KOH溶液中进行CV测试发现，随着扫描次数的增加，电流峰越来越明显。这是由于在PdO电极表面还原出了Pd纳米粒子，其对乙醇表现出了优异的电催化活性.制备过程中，NaOH的浓度决定着PdO颗粒的大小以及还原出的Pd纳米粒子的大小。
许加欣等人[15]采用电化学还原法合成出了刺状Pd纳米粒子。正向电位扫描中Pd催化剂上乙醇氧化的起始电位为-0.52V，而商业Pd催化剂在-0.47V后才观察到明显的氧化电流。显然，Pd对乙醇氧化的起始电位比商业Pd催化剂提前了50mV。此外，正向电位扫描中Pd催化剂对应的峰电流为1.50mA•cm-2，相比于商业Pd催化剂的0.91mA•cm-2明显高出很多。
1.5.3 Pd合金催化剂
MODIBEDI等人[16]使用NaBH4和乙二醇作为还原剂制备出了Pd-Sn/C和Pd-Ru-Sn/C催化剂，通过循环伏安法和计时电流法研究了在碱性环境中该催化剂对乙醇的催化氧化性能。研究发现，与Pd-Ru-Sn/C和已经商用的Pd-Ru/C （E-TEK） 相比，Pd-Sn/C的电催化活性、稳定性和抗中毒能力都更加优异。
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