質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）具有啟動(dòng)快,比功率高,無污染等優(yōu)點(diǎn),是一種理想的清潔能源轉(zhuǎn)換裝置。盡管如此,受兩大因素制約,PEMFCs技術(shù)仍處于開發(fā)階段。一是昂貴的材料價(jià)格和組裝工藝,如采用Pt催化劑和質(zhì)子交換膜,導(dǎo)致PEMFCs總體成本是傳統(tǒng)熱機(jī)的10～20倍;二是催化劑的活性低、穩(wěn)定性差以及鉑基催化劑易CO中毒。因此,發(fā)展非鉑催化劑來代替Pt基催化劑對(duì)加快PEMFCs技術(shù)的大規(guī)模使用具有非常重要的意義。近年來,非鉑碳基催化劑由于具有較高的活性和穩(wěn)定性已開始受到人們的關(guān)注,而過渡金屬-氮-碳催化劑（M-N-C）（M=Fe、Co、Ni、Cu及Cr等）由于具有原料來源豐富、成本低以及良好的催化活性和穩(wěn)定性被認(rèn)為是最有潛力的陰極催化劑之一。本文采用化學(xué)氧化法在苯胺聚合過程中分別加入鐵鹽和不同陰離子基團(tuán)的鈷鹽,合成出不同的聚苯胺-金屬（PANI-M,M為Fe或Co）配位聚合物,然后將PANI-M聚合物作為前驅(qū)體在N2氣氛中900℃熱處理制備得到氮摻雜的Fe-N-C 或 Co-N-C 碳基催化劑。運(yùn)用 TEM、SEM、XRD、XPS、Raman 等手段分析Fe-N-C或Co-N-C催化劑的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：82 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
        1.1.1 質(zhì)子交換膜燃料電池
        1.1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理
        1.1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的研究進(jìn)展
    1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池陰極催化劑
        1.2.1 PEMFCs催化劑的研究進(jìn)展
    1.3 聚苯胺
        1.3.1 聚苯胺的合成方法
        1.3.2 聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)
        1.3.3 聚苯胺的形貌
    1.4 論文選題背景、研究思路及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 選題背景和研究思路
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
    1.5 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 試驗(yàn)方法及表征
    2.1 試驗(yàn)過程中所用藥品和儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 Fe-N-C催化劑的制備
        2.3.2 Co-N-C催化劑的制備
    2.4 工作電極的制備
    2.5 分析表征手段
        2.5.1 拉曼光譜
        2.5.2 X-射線衍射分析
        2.5.3 X-射線光電子能譜
        2.5.4 透射電子顯微鏡
        2.5.5 掃描電子顯微鏡
        2.5.6 電化學(xué)性能測(cè)試與表征
第三章 Fe-N-C催化劑的制備及催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 Fe-N-C催化劑的制備
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 Fe-N-C催化劑的Raman表征
        3.3.2 PANI-Fe前驅(qū)體的TEM表征
        3.3.3 Fe-N-C催化劑的TEM表征
        3.3.4 Fe-N-C催化劑的XRD表征
        3.3.5 Fe-N-C催化劑的XPS表征
        3.3.6 Fe-N-C催化劑的電化學(xué)表征
        3.3.7 Fe-N-C催化劑的物理及化學(xué)篩選對(duì)其催化性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Co-N-C催化劑的制備及其催化活性的研究
    4.1 引言
    4.2 Co-N-C催化劑的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Co-N-C催化劑的XRD分析
        4.3.2 Co-N-C催化劑的SEM分析
        4.3.3 Co-N-C催化劑的TEM分析
        4.3.4 Co-N-C催化劑的XPS分析
        4.3.5 Co-N-C催化劑的Raman分析
        4.3.6 Co-N-C催化劑的電催化性能表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果情況
附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間參加的主要科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯負(fù)載Fe-N/C復(fù)合型氧還原催化劑[J]. 李賞,李沛,趙偉,康歡,潘牧.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J]. 曹建國(guó),廖然,楊利花.  新材料產(chǎn)業(yè). 2015(04)
[3]燃料電池汽車研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 李建秋,方川,徐梁飛.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]質(zhì)子交換膜燃料電池陰極鉑合金催化劑研究進(jìn)展[J]. 張文強(qiáng),張萍.  材料導(dǎo)報(bào). 2004(07)
[5]導(dǎo)電聚苯胺（PAn）的特性及應(yīng)用[J]. 陸珉,吳益華,姜海夏.  功能材料. 1998(04)
[6]聚苯胺薄膜的離子束效應(yīng)[J]. 林森浩，榮廷文，萬洪和，鮑錦榮，王玟珉，孫劍華，景遐斌，王利祥，范洪有.  高分子學(xué)報(bào). 1994(01)
[7]燃料電池介紹[J]. 陳尚賢.  化學(xué)通報(bào). 1959(02)

碩士論文
[1]熱解聚苯胺—金屬配位聚合物制備碳基催化劑及催化性能研究[D]. 余江英.昆明理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3682870