本論文針對(duì)能源轉(zhuǎn)換中重要的氧還原反應(yīng)(ORR)和析氧反應(yīng)(OER)所存在的諸如動(dòng)力學(xué)遲緩、成本高、豐度低及穩(wěn)定性差等問題,設(shè)計(jì)制備了一系列異原子摻雜的類石墨烯基功能納米材料,探究了不同異原子摻雜調(diào)控電化學(xué)性質(zhì)、引入電催化活性位點(diǎn)的原理方法,并揭示其影響電催化反應(yīng)的機(jī)理,主要研究內(nèi)容如下:1、利用高溫煅燒法制備了鐵酸鈷/氧摻雜氮化碳(CoFe204/O-C3N4)二元納米復(fù)合材料。結(jié)果表明,O-C3N4納米片載體的存在,有效地減小了 CoFe2O4納米粒子的粒徑,同時(shí)改善了其分散性;OER性能對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),在電流密度達(dá)到10 mA/cm2 時(shí),優(yōu)化條件所得的 CoFe2O4/O-C3N4-40 的過電位比 CoFe204/g-C3N4和CoFe204分別降低了 61和131 mV,且其導(dǎo)電性和長期穩(wěn)定性也得到了很大的提升,這是由于均勻分散在O-C3N4納米片上的CoFe204納米粒子會(huì)暴露更多的活性位點(diǎn),CoFe204和O-C3N4可能存在協(xié)同作用,加速了電子的傳遞速率,從而提高催化性能。2、利用高溫煅燒法制備了鈷氧化合物/氮雜石墨烯/石墨相氮化碳(CoOx/NG/g-C3N4)三元納米...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１化石燃料的用途

能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，極大地推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。但??是，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展導(dǎo)致能源消耗量不斷攀升，雖然傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣??等化石能源在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活中處處可見（圖１．１），但因其不可再生性而顯得??日益稀缺，同時(shí)其燃燒產(chǎn)生的Ｓ０２、Ｃ〇２等引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境....

圖１．２堿性電解槽工作示意圖［１５］

水技術(shù)??技術(shù)已有１００多年的發(fā)展歷史，其總反應(yīng)式為：２Ｈ２０?—取氫氣最可行且環(huán)保的方式［１４］。電解水技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求不藝流程，制得的氫氣純度較為理想，麗對(duì)環(huán)境造成的污染較見的堿性電解槽的工作示意圖［１５］，該裝置由兩個(gè)用氣密隔解液通常是為高濃度的ＫＯＨ溶液，一般的操作溫度為....

圖１．３堿性氫氧燃料電池工作原理示意圖

免氧化劑和燃料的直接接觸弁起到傳導(dǎo)離子的作用。相比于其它燃料電池，堿性??燃料電池由于其啟動(dòng)快、供電效率高和腐蝕性弱等優(yōu)點(diǎn)引起研宄者的廣泛興趣。??圖１．３為堿性氫氧燃料電池工作原理的示意圖，其電極反應(yīng)式如下：??陽極：２Ｈ２?＋?４０Ｈ－?—?４Ｈ２０?＋?４ｅ—??陰極：〇２....

圖１．４金屬－空氣電池的工作原理示意圖

免氧化劑和燃料的直接接觸弁起到傳導(dǎo)離子的作用。相比于其它燃料電池，堿性??燃料電池由于其啟動(dòng)快、供電效率高和腐蝕性弱等優(yōu)點(diǎn)引起研宄者的廣泛興趣。??圖１．３為堿性氫氧燃料電池工作原理的示意圖，其電極反應(yīng)式如下：??陽極：２Ｈ２?＋?４０Ｈ－?—?４Ｈ２０?＋?４ｅ—??陰極：〇２....

本文編號(hào)：3945747