摻雜的多孔碳材料由于具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,良好的導(dǎo)電性、豐富的孔結(jié)構(gòu)、高比表面積以及氮摻雜修飾改性等特點,在燃料電池的氧還原催化劑和超級電容器電極材料的應(yīng)用中備受青睞。尋求低成本的原材料、工藝操作簡單的制備方法來合成電化學(xué)性能優(yōu)異的多孔碳電極材料一直是該領(lǐng)域所追求的目標(biāo)。生物質(zhì)材料由于低成本,資源豐富,富含有多種元素且為可再生資源是制備摻雜碳材料的理想原料。本文采用富含碳和氮的可再生生物質(zhì)雞蛋清作為碳源和氮源,以Fe（NO₃）₃為鐵源,經(jīng)過900℃高溫碳化制備了鐵-氮摻雜的多孔碳材料（Fe-N-EWPC-900）。通過X射線電子能譜測試,Fe-N-EWPC-900中氮和鐵的摻雜量分別為2.69 at%和0.63 at%,而且氮和鐵在電子掃描透射電鏡下的元素面分布中呈彌散均勻分布在碳結(jié)構(gòu)中。作為氧還原催化劑,Fe-N-EWPC-900表現(xiàn)出0.97 V（vs.RHE）的起始電位,比20 wt%Pt/C的高出12 mV;同時也具有比20 wt%Pt/C催化劑更優(yōu)異的穩(wěn)定性和抗甲醇能力和接近于4的反應(yīng)電子數(shù)。用作超級電容器電極材料,Fe-N-EWP... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

EDLC原理示意圖

圖 1-2 PEMFC 單電池工作原理示意圖[15]輸出性能與（1-1）、（1-2）的動力學(xué)是緊密關(guān)聯(lián)的�？蓛煞N反應(yīng)都受到巨大的活化能障礙的限制，所以碳載池中的最多且最有效的氧還原催化劑[17]。但是一方面一方面鉑在催化氧還原過程中穩(wěn)定性較差，而且鉑基，使得 PEMFC 在商業(yè)中的發(fā)展速度較為緩慢[18]。基劑的研究重心轉(zhuǎn)移到了非鉑基納米材料上面，如擁有料、非貴金屬催化劑等，這些催化劑擁有和鉑基催化學(xué)穩(wěn)定性和甲醇的耐受性方面也均有提高，而且多孔學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)傳輸也大有改善。相信在不久的將來C 會大量的應(yīng)用在生活的方方面面。氧還原催化劑簡介

第 1 章 緒 論催化劑的研究越來越火熱。目前，摻雜碳催化劑[22]、過渡金屬類催化原催化劑的前提就是對其反應(yīng)原理具有非常重大的意義。理R）的研究，對于我們更深入了解并料電池來說，發(fā)生在陰極的氧還原能。大家都知道 ORR 能夠通過一個 HO2-(在堿性介質(zhì))中間體的形式進(jìn)氧氣直接轉(zhuǎn)化成水(在酸性介質(zhì))或 解液的不同，ORR 的反應(yīng)如圖 1-3

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai.  National Science Review. 2017(03)
[2]氧化鈣對流化床煤溫和氣化半焦性質(zhì)的影響[J]. 朱廷鈺,張守玉,黃戒介,王洋.  燃料化學(xué)學(xué)報. 2000(01)

博士論文
[1]蛋白質(zhì)衍生氮摻雜多孔碳及其復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究[D]. 賈少培.燕山大學(xué) 2018
[2]質(zhì)子交換膜燃料電池非貴金屬陰極催化劑的制備及性能研究[D]. 林玲.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017



本文編號：3226859