隨著世界人口的增加和經(jīng)濟水平的提高,煤、石油等傳統(tǒng)化石燃料不斷被消耗,并產(chǎn)生一系列全球性的環(huán)境問題。能源短缺和環(huán)境污染問題已經(jīng)成為當(dāng)今世界面臨的兩大挑戰(zhàn)。因此,我們需要開發(fā)綠色的新能源及高效的能量轉(zhuǎn)換裝置來解決面臨的挑戰(zhàn)。以清潔能源（如氫能、風(fēng)能、水能和太陽能）為主的能量轉(zhuǎn)換裝置,如鋅-空氣電池（ZABs）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）,因其高的能量轉(zhuǎn)換效率、安全、無污染等優(yōu)點,被認(rèn)為是解決當(dāng)今能源短缺和環(huán)境污染問題的重要綠色技術(shù)。在電池能量轉(zhuǎn)換過程中,陰極電極上會發(fā)生氧還原反應(yīng)（ORR）,該反應(yīng)動力學(xué)緩慢需要高效的催化劑來提高能量的轉(zhuǎn)換效率。目前,鉑（Pt）基貴金屬催化劑是公認(rèn)的促進(jìn)ORR過程的高效催化劑,但是Pt在地球上的儲量少、價格昂貴,且在應(yīng)用時容易發(fā)生聚集,使得其穩(wěn)定性和甲醇耐受性較差,這一系列問題都使得Pt基催化劑很難得到大范圍的持續(xù)應(yīng)用。因此,開發(fā)經(jīng)濟高效的非貴金屬催化劑已迫在眉睫。沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）,是咪唑類有機配體中的N原子提供孤對電子與金屬離子產(chǎn)生配位作用形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。ZIFs以咪唑基有機物為配體,含氮量較高,氮在熱解處理時原位摻雜到碳骨架中... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化氧還原基礎(chǔ)
        1.2.1 電催化氧還原反應(yīng)的機理
        1.2.2 ORR催化劑
    1.3 電催化氧還原反應(yīng)的應(yīng)用
        1.3.1 鋅-空氣電池
        1.3.2 氫氧燃料電池
    1.4 金屬-有機框架材料(MOFs)
        1.4.1 MOFs簡介
        1.4.2 沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)
        1.4.3 ZIF衍生材料用于ORR
    1.5 本論文的研究目的和意義
第二章 Co/Zn-ZIF-67衍生CoN_3@NC材料的制備及ORR性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 材料與試劑
        2.2.2 儀器設(shè)備
        2.2.3 材料的制備
        2.2.4 電化學(xué)測試
        2.2.5 樣品的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        2.3.2 ORR催化活性分析
        2.3.3 氫氧燃料電池性能分析
        2.3.4 鋅-空氣電池性能分析
        2.3.5 理論計算分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Co/Zn-ZIF-67衍生(Zn,Co)/NC材料的制備及ORR性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料與試劑
        3.2.2 儀器設(shè)備
        3.2.3 材料的合成
        3.2.4 電化學(xué)測試
        3.2.5 樣品的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)果與形貌表征
        3.3.2 ORR催化活性分析
        3.3.3 ZABs性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]鋅空氣電池電池雙功能鈷基氧化物催化材料研究[D]. 王勤.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所) 2018

碩士論文
[1]Pd基復(fù)合納米催化劑的合成及其電催化氧化性能的研究[D]. 熊志平.蘇州大學(xué) 2018



本文編號：3669187