本文關(guān)鍵詞：碳基過渡金屬復(fù)合材料的制備及氧還原性能研究

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【摘要】：能源危機(jī)和環(huán)境污染成為人類面臨的兩個(gè)重大難題,迫使人類更加注重開發(fā)綠色環(huán)保的新能源。為了解決新能源開發(fā)與利用過程中存在的能量利用率低、作用不聯(lián)系等問題,能量轉(zhuǎn)化與存貯裝置(例如燃料電池、鋰離子電池、超級電容器等)變得尤為重要。材料是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化與儲存的關(guān)鍵因素。碳基過渡金屬復(fù)合材料是一類成本低、催化活性高、穩(wěn)定性好的氧還原催化劑,在替代燃料電池貴金屬氧還原催化劑方面擁有具大的潛力。近年來出現(xiàn)的石墨烯、碳納米管具有比表面積高、導(dǎo)電性好等優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì),在能源轉(zhuǎn)化與存儲方面扮演著重要的角色。但是石墨烯、碳納米管的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易堆疊團(tuán)聚,需要經(jīng)過一些化學(xué)或者物理方法處理才能有效的負(fù)載催化劑,導(dǎo)致制備過程復(fù)雜,難以商業(yè)化應(yīng)用。基于上述問題,本文分別從碳材料的修飾和原位生長兩個(gè)角度出發(fā),制備出了成本低、催化活性高的氧還原催化劑。具體工作主要包括以下三個(gè)部分:1、首先通過水熱法在碳納米管表面包覆一層碳,然后經(jīng)過浸漬法吸附鐵離子,最后與二氰二胺研磨混合后在Ar氣中煅燒,從而制備出具有較高催化活性的Fe3C@CNTS。2、以氯化鈷、硝酸鐵、二氰二胺為原料,經(jīng)過混合、煅燒后制備出了CoFe合金小顆粒與摻氮碳納米管的復(fù)合材料,制備出了CoFe合金和氮摻雜碳納米管有效的復(fù)合到一起,通過一系列的電化學(xué)檢測發(fā)現(xiàn),當(dāng)煅燒溫度為650℃時(shí)制備出的樣品形貌均一,氧還原催化活性高,與商業(yè)化的Pt/C相差無幾。3、通過調(diào)控反應(yīng)物的比例,煅燒溫度實(shí)現(xiàn)了各種鈷、氮共摻三維碳材料的制備,經(jīng)過一些列的電化學(xué)測試表明,與一維的相比,鈷、氮共摻雜的三維碳材料氧還原催化活性較好,十分接近Pt/C。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TB33

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1208066