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    在國(guó)家自然科學(xué)基金的大力支持下，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所低溫等離子體應(yīng)用研究室孟月東研究員帶領(lǐng)博士研究生蔣仲慶等人組成的應(yīng)用研究組，在等離子體技術(shù)制備直接醇類燃料電池關(guān)鍵材料應(yīng)用研究中取得了新的研究成果。相關(guān)成果的論文繼2009年發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的材料領(lǐng)域權(quán)威雜志《材料化學(xué)雜志》（Journal of Materials Chemistry）期刊上（并被選為封面文章），最近又一研究成果發(fā)表在國(guó)際等離子體和高分子材料權(quán)威雜志《等離子體過程與聚合物》（Plasma Processes and Polymers）上，并再次被選為封面文章。

    直接醇類燃料電池作為可用于便攜式電子和交通工具等設(shè)備的重要新型能源之一，已引起了研究者的廣泛興趣。當(dāng)前，這方面的研究主要集中于制備高質(zhì)子導(dǎo)電性能、低甲醇滲透性的質(zhì)子交換膜以及高性能電催化劑。一些主要問題，比如質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性能低、抗甲醇滲透能力差，可工作溫度低，價(jià)格昂貴以及催化劑的甲醇電催化性能和利用率低，催化劑的耐受性差等，嚴(yán)重阻礙直接醇類燃料電池商業(yè)化的進(jìn)程。因此，研究和制備高性能質(zhì)子交換膜和催化劑具有十分重要的意義。

    等離子體技術(shù)是一種集物理、化學(xué)、生物學(xué)以及工程學(xué)為一體的全新技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于材料的制備和改性，并在提高材料性能方面顯示出了巨大的潛力。通常情況下，等離子體聚合反應(yīng)過程中膜的形成和單體的分解同時(shí)發(fā)生，使得在膜中引入功能性官能團(tuán)（例如離子交換基團(tuán)）非常困難，所得的等離子體聚合膜的內(nèi)在質(zhì)子導(dǎo)電性通常比杜邦膜（Nafion膜）要低。為解決這個(gè)問題，孟月東研究員帶領(lǐng)的應(yīng)用研究組采用后輝光電容耦合等離子體 (CCP) 放電技術(shù)制備了高度功能化的等離子體聚合質(zhì)子交換膜。通過對(duì)膜的功能性基團(tuán)和結(jié)構(gòu)的調(diào)控研究，獲得了綜合性能較高的質(zhì)子交換膜。

    另外，利用等離子體技術(shù)對(duì)多壁碳納米管（MWCNTs）進(jìn)行了表面改性，并將表面改性后的MWCNTs用作金屬催化劑的支撐體，實(shí)現(xiàn)了在MWCNTs表面引入高密度、均勻分布的表面功能性基團(tuán)而不會(huì)引起碳納米材料結(jié)構(gòu)破壞的目的。因而能夠保持其本身所擁有的良好電導(dǎo)性能，克服了常用改性方法使得MWCNTs表面功能性基團(tuán)分布不均勻，石墨結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，金屬納米粒子和MWCNTs的直接接觸受到阻礙，導(dǎo)致MWCNTs碳基載體的部分導(dǎo)電性能下降或阻礙金屬納米粒子和MWCNTs之間電子的遷移等難題。

    將表面改性后的MWCNTs用作金屬催化劑的支撐體，所得的金屬M(fèi)WCNTs被用于甲醇的電催化氧化反應(yīng)。結(jié)果表明，等離子體表面修飾方法是一種良好的MWCNTs表面改性技術(shù)，其改性過程不會(huì)引起MWCNTs的結(jié)構(gòu)破壞，而且在MWCNTs表面引入了大量有利于鉑（Pt）納米粒子沉積的功能性官能團(tuán)。沉積在改性后的MWCNTs上制得的金屬Pt納米催化劑即使在低Pt負(fù)載量的情況下仍然具有高的催化能力。