燃料電池作為一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置,因其無污染排放和高能量轉(zhuǎn)換率的優(yōu)點(diǎn)被全球廣泛關(guān)注。而在燃料電池的所有組件中,人們將目光更多地集中在陰極催化劑,這是因?yàn)榘l(fā)生在陰極的氧還原反應(yīng)（oxygen reduction reaction,ORR）對(duì)燃料電池效率的提高有著深遠(yuǎn)的影響。目前,Pt和Pt基材料被認(rèn)為是一種高效的ORR催化劑,但是高昂的成本、稀缺的儲(chǔ)量、差的抗甲醇毒化和穩(wěn)定性使其無法滿足大規(guī)模商業(yè)化的要求。因此,開發(fā)一種低成本、高活性、高抗甲醇毒性和穩(wěn)定性的非Pt催化劑來代替現(xiàn)有的Pt和Pt基催化劑迫在眉睫。最近的研究表明,將雜原子（N,F,P等）引入碳材料中可以破壞原子電荷密度和自旋密度,從而調(diào)整電子排列并提高材料的ORR性能。基于此,本文制備了不同雜原子摻雜的三維石墨烯,并探索了微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其ORR性能的影響,具體研究過程及結(jié)論如下:（1）用改進(jìn)Hummers法制備的氧化石墨烯（graphene oxide,GO）作為石墨烯的前驅(qū)體,尿素作為氮源,抗壞血酸作為還原劑和交聯(lián)劑,以熱還原法制備出混合還原氧化石墨烯（reduced graphene oxide,rGO）水凝膠,再... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池概述
        1.2.1 燃料電池的定義與發(fā)展
        1.2.2 燃料電池的工作原理
        1.2.3 燃料電池的分類
        1.2.4 燃料電池的發(fā)展困境
    1.3 ORR催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 雜原子摻雜碳材料及ORR機(jī)理概述
        1.3.2 氮摻雜碳材料
        1.3.3 氮氟共摻雜碳材料
        1.3.4 氮磷共摻雜碳材料
    1.4 評(píng)估ORR性能的重要參數(shù)
        1.4.1 循環(huán)伏安曲線
        1.4.2 線性掃描伏安曲線
        1.4.3 Koutechky-Levich方程和電子轉(zhuǎn)移數(shù)
        1.4.4 抗甲醇性能和穩(wěn)定性
    1.5 本論文的研究目的及意義
第二章 氮摻雜三維多孔石墨烯的制備及其電催化性能
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
        2.2.2 氧化石墨烯的制備
        2.2.3 氮摻雜三維還原氧化石墨烯的制備
        2.2.4 物理性能表征
        2.2.5 電催化性能表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 催化劑的合成機(jī)理
        2.3.2 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        2.3.3 ORR性能表征
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氮氟共摻雜三維多孔石墨烯的制備及其電催化性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
        3.2.2 氧化石墨烯的制備
        3.2.3 氮氟共摻雜三維還原氧化石墨烯的制備
        3.2.4 物理性能表征
        3.2.5 電催化性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.3.2 ORR性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氮磷共摻雜三維還原氧化石墨烯的制備及其電催化性能
    4.1 引言
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
        4.1.2 氧化石墨烯的制備
        4.1.3 氮磷摻雜三維還原氧化石墨烯的制備
        4.1.4 物理性能表征
        4.1.5 電催化性能表征
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 催化劑的合成機(jī)理
        4.2.2 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        4.2.3 ORR性能分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三維多孔結(jié)構(gòu)Pt-Ag氣凝膠的制備及電催化氧還原反應(yīng)性能[J]. 黃驥培,李毅,楊申輝,周亞洲,程曉農(nóng),朱佳,楊娟.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)



本文編號(hào)：2900302