本文選題：微波輔助法 + TiO_2　； 參考：《江蘇師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：質(zhì)子交換膜燃料電池具有清潔、高效、便攜以及啟動(dòng)溫度低等優(yōu)點(diǎn),擁有廣闊的應(yīng)用前景。催化劑作為質(zhì)子交換膜燃料電池的核心材料,其催化性能和耐久性能直接決定了電池的輸出功率和使用壽命。微波輔助法具有反應(yīng)迅速、加熱快、節(jié)能、無污染等優(yōu)點(diǎn),有利于制備粒徑小、高分散的催化劑材料。本論文采用微波輔助合成法制備了二氧化鈦與石墨烯的復(fù)合載體及載Pt催化劑。通過現(xiàn)代譜學(xué)顯微技術(shù)和電化學(xué)方法對其結(jié)構(gòu)、電催化活性、穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,并剖析了可能的反應(yīng)機(jī)理,主要結(jié)果如下:(1)采用改良的Hummers實(shí)驗(yàn)方案制備出氧化石墨烯,再通過微波輔助法還原得到石墨烯。該石墨烯的片層結(jié)構(gòu)明顯,比表面積為388.37 m2/g。(2)采用微波輔助法制備TiO_2。與傳統(tǒng)加熱方式制備的TiO_2相比,微波輔助法制備的TiO_2納米顆粒更小,結(jié)晶度更高,制備周期短。在合成溫度較低時(shí),TiO_2的結(jié)晶不完全;溫度過高時(shí),TiO_2的晶核相互聚集,形成不規(guī)則的形貌。(3)分別采用機(jī)械化學(xué)法和原位生長法結(jié)合微波輔助法制備了TiO_2-Graphene復(fù)合材料。研究結(jié)果表明機(jī)械化學(xué)法復(fù)合的樣品能更好地保持石墨烯和二氧化鈦各自的形貌。(4)采用微波輔助法制備的Pt/graphene-TiO_2催化劑,銳鈦礦型TiO_2均勻的分散在石墨烯的片層上,且Pt粒子均勻的分散在復(fù)合載體上,粒徑均勻,平均粒徑約為2.5 nm。與Pt/C催化劑相比,復(fù)合催化劑呈現(xiàn)了良好的催化活性和穩(wěn)定性。當(dāng)TiO_2的含量為20%時(shí),其綜合性能最好。
[Abstract]:Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) have many advantages, such as clean, efficient, portable and low start-up temperature. As the core material of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), the catalytic performance and durability of the catalyst directly determine the output power and service life of the cell. The microwave-assisted method has the advantages of rapid reaction, quick heating, energy saving and no pollution. It is beneficial to the preparation of catalyst materials with small particle size and high dispersion. In this paper, the composite supports of titanium dioxide and graphene and Pt supported catalysts were prepared by microwave assisted synthesis. The structure, electrocatalytic activity and stability of graphene oxide were studied by modern spectroscopic microscopy and electrochemical methods. The possible reaction mechanism was analyzed. The main results were as follows: (1) graphene oxide was prepared by modified Hummers method. Then the graphene was reduced by microwave assisted method. The specific surface area of the graphene is 388.37 m2 / g. (2) TiOs _ 2 was prepared by microwave-assisted method. Compared with the TIO _ 2 prepared by traditional heating method, the TIO _ 2 nanoparticles prepared by microwave-assisted method are smaller, higher crystallinity and shorter preparation period. When the synthesis temperature is low, the crystallization of tio _ 2 is incomplete, and the crystal nuclei of tio _ 2 gather together to form irregular morphology when the temperature is too high. (3) TiO2-Graphene composites are prepared by mechanochemical method and in situ growth method combined with microwave-assisted method, respectively. The results show that the composite samples can better maintain the morphology of graphene and titanium dioxide. (4) the anatase TIO _ 2 catalyst prepared by microwave-assisted method is uniformly dispersed on the graphene layer. The Pt particles were uniformly dispersed on the composite support, and the average particle size was about 2.5 nm. Compared with PT / C catalyst, the composite catalyst showed good catalytic activity and stability. When the content of tio _ 2 is 20, its comprehensive performance is the best.
【學(xué)位授予單位】：江蘇師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;TM911.4

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本文編號(hào)：2101112