Abstract
The structure and hydrophilic–hydrophobic properties of SWCNTs before and after oxidative functionalization were studied by standard porosimetry method. The correlation between the values of specific surface of hydrophilic and hydrophobic pores for the two types of SWCNTs is discussed. The capacity properties of SWCNTs and their composites with polyaniline were also investigated. The composite layer is shown to have exceptionally high capacitance that is due to the large surface area of the former, as well as to the proceeding of the reversible faradaic reaction of counter ions intercalation into PANI. The structure and electrocatalytic properties of platinum metals incorporated by various methods into support of SWCNTs and their composites with PANI were studied. Kinetics of the reactions proceeding in DMFC and the mechanism of catalytic influence of the support are discussed. The structure of the catalytic layer is shown to be the main factor that determines the overall catalytic activity
چکیده
خواص ساختاری و خواص آب دوست-آب گریزی نانولوله های کربنی تک جداره قبل و بعد از عاملدار کردن اکسیداتیو به روش تخلخل سنجی استاندارد مورد بررسی قرار گرفتند. همبستگی بین مقادیر سطح ویژه منافذ آب دوست و آب گریز برای دو نوع از نانولوله های کربنی تک جداره مورد بحث قرار میگیرد. خواص خازنی از نانولوله های کربنی تک جداره و ترکیبات آنها با پلی آنیلین نیز بررسی شد. نشان داده شده است که لایه ترکیبی دارای ظرفیت خازنی فوق العاده بالایی ناشی از سطح بزرگ تشکیل دهنده، و همچنین پیشرفت واکنش فارادی برگشت پذیر جاسازی یونهای شمارشگر در پلی آنیلین است. خواص ساختاری و الکترو کاتالیستی فلزات پلاتین ادغام شده با روش های مختلف برای پشتیبانی از نانولوله های کربنی تک جداره و ترکیبات آنها با پلی آنیلین مورد مطالعه قرار گرفتند. سینتیک پیشرفت واکنشها در DMFC و مکانیسم اثر کاتالیزوری این پشتیبانی بحث میشوند. نشان داده میشود که ساختار لایه کاتالیستی عامل اصلی است که فعالیت کاتالیزوری کل را تعیین میکند.
1-مقدمه
در سال های اخیر نانولوله های کربنی (CNT ها) به طور گسترده به عنوان پشتیبانی برای فلزات گروه پلاتین - کاتالیزورهای واکنشها در سلول های سوختی - به علت هدایت بالای نانولوله های کربنی و مقاومت در برابر خوردگی ناشی از مختصات ساختار آنها و امکان بدست آوردن رسوبات کاتالیزور به خوبی پراکنده مورد مطالعه قرار گرفتند ]13-1[. پیشرفت در فن آوری تولید نانولوله های کربنی، منجر به ساده سازی و کاهش هزینه های بعدی میشود که استفاده از نانولوله های کربنی در تولید تجاری سلول های سوختی را کاملا قابل تحقق میکند.
جهات اصلی بررسی نانولوله های کربنی به عنوان حمایت کاتالیزوری در سلول های سوختی به شرح زیر است: (1) عاملدار کردن نانولوله ها سبب شکل گیری گروه های عاملی مختلف در سطح آنها میشود. (2) اصلاح روندهای ثابت کردن کاتالیزور (الکتروشیمیایی، شیمیایی، توسط تبادل یونی با پروتونهای این گروه های عاملی سطح)؛ (3) شناسایی نانولوله های کربنی کاتالیزورهای فلزی را با روش های فیزیکی (TEM، XPS، EDAX) پشتیبانی میکند تا ابعاد ذرات کاتالیزور، حالت ظرفیت خازنیی و محتوای جرمی در این لایه سطحی را برآورد کند. (4) ساخت کامپوزیتها شامل نانولوله ها، پلیمرها (با هدایت یونی و الکترونی) و کاتالیزورهای فلزی، که فرصت بدست آوردن لایه های کاتالیزوری نازک با سطح ویژه بالا را فراهم میکند. ..