燃料電池是一種能夠?qū)⒒瘜W能直接轉(zhuǎn)變成為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。它具有燃料來源廣、能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔環(huán)保、適用范圍廣等優(yōu)點,對于解決當今世界面臨的能源危機和環(huán)境污染這兩大難題具有十分重要的意義,目前受到了國內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注。迄今為止,鉑是燃料電池應用最為廣泛的陽極催化劑,但是鉑儲量少、價格昂貴并且易受到中間產(chǎn)物的毒化嚴重阻礙了燃料電池的商業(yè)化進程。因此,降低鉑的用量、提高催化劑的催化性能一直是燃料電池研究的熱點。研究表明催化劑載體在降低催化劑的用量、提高催化劑的催化性能方面起著非常重要的作用。石墨烯具有大的比表面積、良好的導電性和熱力學/化學穩(wěn)定性,被認為是燃料電池理想的催化劑載體。本文以石墨烯作為載體,采用化學和電化學方法制備了一系列金屬/石墨烯復合催化劑,詳細研究了復合催化劑對甲醇和乙醇的電催化性能。研究內(nèi)容主要有以下五個方面:(1)采用乙醇作為還原劑,一步同時還原H2PtCl6,HAuCl4,RuCl3和氧化石墨烯(GO),制備了PtAuRu/RGO催化劑。所制備的PtAuRu/RGO催化劑通過XRD、EDX、TEM、Raman和XPS進行了表征。電化學測試結(jié)果表明PtAuR...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池簡介
        1.2.1 燃料電池的基本工作原理
        1.2.2 燃料電池的類型
        1.2.3 燃料電池的特點
    1.3 燃料電池催化劑的研究
        1.3.1 Pt基雙金屬催化劑
        1.3.2 Pt基多金屬催化劑
        1.3.3 非Pt基催化劑
    1.4 燃料電池催化劑載體
        1.4.1 碳黑
        1.4.2 碳納米管
        1.4.3 石墨烯
    1.5 選題意義、主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點
    參考文獻
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 試劑和材料
        2.1.2 儀器
    2.2 催化劑的物理表征
        2.2.1 掃描電鏡 (SEM)
        2.2.2 X-射線能譜儀 (EDX)
        2.2.3 透射電鏡 (TEM)
        2.2.4 X-射線衍射 (XRD)
        2.2.5 拉曼光譜 (Raman)
        2.2.6 紅外光譜 (FT-IR)
        2.2.7 紫外可見吸收光譜 (UV-VIS)
        2.2.8 X-射線光電子能譜 (XPS)
    2.3 催化劑的電化學性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安法 (Cyclic Voltammetry)
        2.3.2 計時電流法 (Chronoamperometry)
        2.3.3 計時電位法 (Chronopotentiometry)
        2.3.4 CO溶出伏安法 (CO Stripping Voltammetry)
        2.3.5 交流阻抗法 (AC Impedance)
第三章 PtAuRu/RGO復合材料的制備及其對甲醇的電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑與儀器
        3.2.2 PtAuRu/RGO催化劑的制備
    3.3 結(jié)果和討論
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 PtPd/RGO復合材料的制備及其對乙醇的電催化
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑與儀器
        4.2.2 PtPd/RGO/GC催化劑的制備
    4.3 結(jié)果和討論
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 聚鄰甲氧基苯胺修飾的石墨烯復合材料的制備及負載PtNi納米粒子對甲醇的電催化氧化
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 試劑與儀器
        5.2.2 電極的制備
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 聚多巴胺修飾的石墨烯負載PtAu納米粒子對甲醇的電催化氧化
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 試劑與儀器
        6.2.2 GO的制備
        6.2.3 PtAu/PDA-RGO的制備
        6.2.4 PtAu/PDA-RGO復合催化劑的表征
        6.2.5 電化學測試
    6.3 結(jié)果與討論
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第七章 己二胺功能化的石墨烯負載高分散Pd納米粒子的制備及對乙醇的電催化性能
    7.1 引言
    7.2 實驗部分
        7.2.1 試劑與儀器
        7.2.2 1,6-己二胺功能化的氧化石墨烯(GO)的制備
        7.2.3 Pd/HD-RGO催化劑的制備
        7.2.4 催化劑的電化學測試
    7.3 結(jié)果與討論
    7.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第八章 論文工作總結(jié)與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 研究展望
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
    國內(nèi)外核心學術(shù)刊物上發(fā)表的論文
    國內(nèi)國際學術(shù)會議上發(fā)表的論文或摘要
致謝



本文編號：3948674