燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的能源轉(zhuǎn)換裝置,涉及化學(xué)、材料、能源等多個學(xué)科,因其具有綠色高效、無充電時間限制、零排放無污染等優(yōu)點,成為非常有潛力的新能源裝置。Pt是質(zhì)子交換膜燃料電池中最為常用的陰陽極電催化劑,但其價格昂貴,電催化性能有待提高,因此,設(shè)計與合成具備高催化活性與穩(wěn)定性的低鉑或非鉑電催化劑,對于燃料電池的廣泛應(yīng)用有重要意義。目前的研究表明,為了提高貴金屬的利用率,通常采用以下幾種方法:1、負(fù)載型催化劑。通過將貴金屬納米粒子負(fù)載在具有高比表面積和高導(dǎo)電率的載體表面,如活性炭、碳納米管,石墨烯等,通過空間限域效應(yīng),降低貴金屬納米晶的粒徑,抑制金屬納米粒子在長期電催化過程中的遷移和聚集,進(jìn)而提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。2、組分調(diào)節(jié)。通過摻雜其它非貴金屬元素,調(diào)控貴金屬的電子狀態(tài),提高目標(biāo)分子在電極材料表面的吸附和轉(zhuǎn)換效率;或者通過多元金屬之間的相互協(xié)同作用和電子效應(yīng),提高貴金屬組分的利用率;3、結(jié)構(gòu)控制。設(shè)計具有不同形貌、晶面結(jié)構(gòu)和尺寸的貴金屬納米材料,增大催化劑的比表面積,增加催化劑表面所能夠暴露的活性位點,提高貴金屬原子的利用率。基于以上因素,本文擬制備具有中空多孔結(jié)構(gòu)...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池陰陽極電催化反應(yīng)
        1.2.1 陽極電催化反應(yīng)
        1.2.2 陰極氧還原催化機理
    1.3 燃料電池電催化劑發(fā)展歷程概述
        1.3.1 形貌結(jié)構(gòu)尺寸可控的電催化劑
        1.3.2 合金化電催化劑
        1.3.3 載體型電催化劑
    1.4 中空多孔納米粒子合成方法
        1.4.1 膠體合成法
        1.4.2 模板法
    1.5 本論文的選題意義及研究內(nèi)容
        1.5.1 本論文的選題意義
        1.5.2 本論文的研究內(nèi)容
    1.6 參考文獻(xiàn)
第2章 硬模板法合成Pd空心球和PdPt空心球電催化劑
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗步驟
        2.2.3 電化學(xué)測試
        2.2.4 儀器與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 物理化學(xué)表征
        2.3.2 Pd HPNSs對甲酸氧化的電化學(xué)催化活性
        2.3.3 Pt-Pd HPNSs對甲醇氧化的電化學(xué)催化活性
    2.4 結(jié)論
    2.5 參考文獻(xiàn)
第3章 硬模板法合成三維石墨烯為骨架的Pd空心球電催化劑
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗步驟
        3.2.3 儀器與表征
        3.2.4 電化學(xué)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 物理化學(xué)表征
        3.3.2 電催化性能研究
    3.4 結(jié)論
    3.5 參考文獻(xiàn)
第4章 普適硬模板法合成三維石墨烯為骨架的PtM(M=Fe,Co,Ni)合金空心球電催化劑
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗步驟
        4.2.3 儀器與表征
        4.2.4 電化學(xué)測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 物理化學(xué)表征
        4.3.2 電催化性能研究
    4.4 結(jié)論
    4.5 參考文獻(xiàn)
第5章 硬模板法合成全開放型Pt/holey r-GO/ Pt空心球電催化劑
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑
        5.2.2 實驗步驟
        5.2.3 儀器與表征
        5.2.4 電化學(xué)測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 物理化學(xué)表征
        5.3.2 電催化性能研究
    5.4 結(jié)論
    5.5 參考文獻(xiàn)
第6章 軟模板法合成二維柔性多孔的Pd納米片電催化劑
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗試劑
        6.2.2 實驗步驟
        6.2.3 儀器與表征
        6.2.4 電化學(xué)測試
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 物理化學(xué)表征
        6.3.2 電催化性能研究
    6.4 結(jié)論
    6.5 參考文獻(xiàn)
第7章 研究總結(jié)與展望
    7.1 研究總結(jié)
    7.2 研究展望
在讀期間所獲研究成果與資助
致謝



本文編號：3806240