隨著化石燃料的匱乏和環(huán)境污染問(wèn)題的持續(xù)加劇,直接乙醇燃料電池(DEFCs)作為具有高的能量轉(zhuǎn)化效率和無(wú)污染的一種潛在能源裝置,倍受矚目。然而,高成本、低性能陽(yáng)極催化劑的研究現(xiàn)狀制約了直接燃料電池的大規(guī)模商業(yè)化。近年來(lái),石墨烯(Graphene)由于具有超高的比表面積、優(yōu)異的電導(dǎo)性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及豐富的摻雜特性等特點(diǎn),因此已成為直接乙醇燃料電池的一種理想支撐材料,可以用來(lái)構(gòu)建高效的復(fù)合催化劑。大量的文獻(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)研究表明,氮摻雜石墨烯(NG)作為鉑(Pt)或Pt基催化劑的支撐材料能夠在一定程度上提高氧還原催化能力。氮摻雜石墨烯的含氮官能團(tuán)為貴金屬顆粒提供額外的錨定位,從而使更多的金屬粒子負(fù)載到石墨烯片層上,從而提高Pt的利用率。氮摻雜石墨烯的含氮量也影響著催化劑的形貌、金屬納米顆粒的分散性和粒徑大小,這在一定程度上影響了燃料電池的電催化性能。另外,為了提高Pt催化劑的抗CO中毒性、降低成本,會(huì)向Pt中摻入其他過(guò)渡金屬,合成二元或三元復(fù)合催化劑,以推動(dòng)直接乙醇燃料電池的進(jìn)一步商業(yè)化應(yīng)用。因此,為了降低成本并提高催化效率,本實(shí)驗(yàn)主要使用水合肼還原由改進(jìn)的Hummers法制備出的氧化石墨烯...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述與選題背景
    1.1 引言
    1.2 燃料電池
        1.2.1 燃料電池簡(jiǎn)介
        1.2.2 燃料電池的特點(diǎn)
        1.2.3 直接乙醇燃料電池
        1.2.4 直接乙醇燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.5 直接乙醇燃料電池的構(gòu)造及工作原理
    1.3 DEFC陽(yáng)極催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 一元催化劑
        1.3.2 二元催化劑
        1.3.3 多元催化劑
        1.3.4 其它催化劑
    1.4 燃料電池中碳載體材料研究
    1.5 石墨烯作為DEFC催化劑載體材料的進(jìn)展
        1.5.1 石墨烯的制備
        1.5.2 石墨烯的功能化
        1.5.3 石墨烯負(fù)載金屬及其電催化性能研究
        1.5.4 氮摻雜石墨烯作為載體材料的研究進(jìn)展
    1.6 本課題的意義和研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 氧化石墨烯的制備
    2.4 復(fù)合催化劑的制備
        2.4.1 石墨烯/鉑錫催化劑的制備
        2.4.2 不同氮含量摻雜石墨烯/鉑錫催化劑的制備
    2.5 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.5.1 X射線衍射分析
        2.5.2 傅里葉變換紅外光譜
        2.5.3 透射電子顯微鏡分析
        2.5.4 X射線光電子能譜分析
    2.6 電化學(xué)測(cè)試
        2.6.1 工作電極的制備
        2.6.2 循環(huán)伏安（CV）法
        2.6.3 計(jì)時(shí)電流法
第三章 氮摻雜石墨烯/鉑錫復(fù)合催化劑的結(jié)構(gòu)表征
    3.1 XRD譜圖分析
    3.2 紅外吸收光譜分析
    3.3 X射線光電子能譜分析
    3.4 透射電子顯微鏡分析
    3.5 小結(jié)
第四章 氮摻雜石墨烯/鉑錫復(fù)合催化劑的電化學(xué)性能
    4.1 電化學(xué)分析
    4.2 電催化乙醇的基本過(guò)程和可能機(jī)理
    4.3 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及研究成果
致謝



本文編號(hào)：3961920