سنتز و مطالعه فعالیت کاتالیزوری بسیار موثر نانوذرات پلاتین-اورتوفریت لانتانیم قرار گرفته در بستر پلی آنیلین-کیتوسان برای الکترواکسیداسیون متانول

در این پژوهش، پلی آنیلین (pa) همراه با کیتوسان (ch) به عنوان بستری موثر و مناسب برای نانوذرات استفاده گردید. نانوذرات اورتوفریت لانتانیم (lfo) با روش سل-ژل سنتز و با تکنیک های پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتوی ایکس (eds) شناسایی گردید. نانوکاتالیست pt-lfo/pa-ch با کاهش شیمیایی هگزاکلروپلاتینیک اسید به وسیله سدیم تتراهیدروبورات در حضور نانوذرات lfo در بستر pa-ch تهیه شد. شکل ظاهری و توزیع نانوذرات با تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) تعیین شدند. فعالیت کاتالیزوری نانوکاتالیست pt-lfo/pa-ch برای الکترواکسیداسیون متانول با تکنیک های ولتامتری چرخه ای و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مطالعه شد. اثرات برخی عوامل تجربی برای الکترواکسایش متانول مانند غلظت متانول، سرعت روبش و دما در کاتالیست تهیه شده مطالعه گردید. انرژی فعال سازی قله آندی اکسایش متانول در pt-lfo/pa-ch نیز محاسبه گردید و مقدار آن kj mol^-1 14/17 به دست آمد. فعالیت کاتالیزوری کاتالیست pt-lfo/pa-ch برای الکترواکسایش متانول با کاتالیست pt/pa-ch مقایسه گردید. سطح مقطع فعال الکتروشیمیایی کاتالیست pt-lfo/pa-ch (m^2g^-1pt 77/46) بیشتر از pt/pa-ch ( m^2g^-1pt 54/69) به دست آمد. در غلظت متانول m 1/76، چگالی جریان قله آندی اکسایش متانول در pt-lfo/pa-ch (ma cm^-2 377/58) بیشتر از کاتالیست pt/pach (ma cm^-2 203/67) بود. سطح مقطع فعال الکتروشیمیایی و چگالی جریان بالاتر pt-lfo/pa-ch برای اکسایش متانول نشان دهنده فعالیت کاتالیزوری بسیار بهبود یافته pt-lfo/pa-ch برای الکترواکسایش متانول می باشد. از این رو، کاتالیست تهیه شده می تواند به عنوان کاتالیستی موثر برای الکترواکسایش متانول در پیل های سوختی متانولی مستقیم به کار رود.

Synthesis and study of the highly effective catalytic activity of the PtLaFeO3 nanoparticles supported on polyanilinechitosan for methanol electrooxidation

In this study, polyaniline (PA) accompanied by chitosan (CH) were used as effective and proper support for nanoparticles. LaFeO3 (LFO) nanoparticles were synthesized by solgel method and characterized by Xray diffraction (XRD) and energydispersive Xray spectroscopy (EDS) techniques. PtLFO/PACH nanocatalyst was prepared by chemical reduction of H2PtCl6 by NaBH4 on PACH support in the presence of LFO nanoparticles. The morphology and distribution of nanoparticles were determined by transmission electron microscopy (TEM) images. The catalytic activity of PtLFO/PACH nanocatalyst for methanol electrooxidation was studied through cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The effects of some experimental factors for methanol electrooxidation, such as methanol concentration, scan rate and temperature were studied on the prepared catalyst. The activation energy of the anodic peak of methanol oxidation at PtLFO/PACH was also calculated and its value was obtained 14.17 kJ mol1. The catalytic activity of PtLFO/PACH catalyst for methanol electrooxidation was compared with Pt/PACH catalyst. The electrochemically active surface area of PtLFO/PACH catalyst (77.46 m2g1Pt) was obtained more than Pt/PACH (54.69 m2g1Pt). At methanol concentration of 1.76 M, the anodic peak current density of methanol oxidation at PtLFO/PACH (377.58 mA cm2) was obtained more than Pt/PACH catalyst (203.67 mA cm2). Higher electrochemically active surface area and current density of PtLFO/PACH for methanol oxidation indicating very improved catalytic activity of PtLFO/PACH for methanol electrooxidation. Thus, the prepared catalyst can be utilized as effective catalyst for methanol electrooxidation in direct methanol fuel cells.