MOF衍生氮摻雜碳基材料作為高效氧還原催化劑的研究
發(fā)布時間:2021-06-29 18:35
保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源是我國的基本國策,將經(jīng)濟(jì)可行性與環(huán)境可持續(xù)性相結(jié)合的發(fā)展模式是我們一直以來不斷探索并堅持的。直接甲醇燃料電池(DMFC)因具有啟動速度快、運行溫度低、體積小、便攜、結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、環(huán)境友好等優(yōu)點,具有良好的市場前景。但是在實際應(yīng)用中DMFC存在電解質(zhì)的歐姆損失和電極動力學(xué)不足,導(dǎo)致實際的電壓和能量轉(zhuǎn)換效率都有較大程度的降低,這些問題阻礙著DMFC的發(fā)展。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這些問題可以通過在電極側(cè)加入合適的催化劑來解決,這就包括陰極催化劑的選擇。選擇性能優(yōu)良的催化劑能夠極大的影響DMFC的性能和成本。本文制備了兩種具有接近Pt/C的氧還原性能,但優(yōu)于Pt/C耐久性和甲醇耐受性的ORR催化劑。并采用X-射線光電子能譜(XPS),掃描電子顯微鏡(SEM)等對催化劑進(jìn)行了物理化學(xué)表征,采用線性伏安掃描測試(LSV),旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極測試(RRDE)等對催化劑進(jìn)行ORR電化學(xué)性能和甲醇耐受性的測試。本文通過簡單的一鍋法和高溫碳化法,以膨脹石墨(EG)為碳載體,ZIF-8為氮源,PVP為粘合劑成功制備了無金屬的氮摻雜分級多孔Z8-NCF-P/EG碳骨架用作酸性條件下DMFC的陰極OR...
【文章來源】:黑龍江大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
016年全球(左)與中國(右)一次能源消費結(jié)構(gòu)
第 1 章 緒論,燃料電池也是按照氧化還原的理論進(jìn)行工作的。燃料電池由質(zhì)和外部電路四個基本部分構(gòu)成。在陰極和陽極通常都會有催原反應(yīng)的進(jìn)行,兩電極均置于電解液中[20]。池按照不同的分類方法能分為不同的類型,根據(jù)使用電解質(zhì)種性、酸性、熔融鹽類和固體電解質(zhì)燃料電池,即堿性燃料電池FC)、磷酸燃料電池(Phosphoric acid fuel cell,PAFC)、熔融碳酸n carbonate fuel cell,MCFC)、固體氧化物燃料電池(Solid oxide 子交換膜燃料電池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC料類型的不同,即燃料是否需要經(jīng)過重整器“重整”為氫氣后才做,可將燃料電池分為直接型燃料電池、間接型燃料電池和再生
第 1 章 緒論首先甲醇是可再生能源可從木材中再生,其次液態(tài)的甲醇輸,如果直接將甲醇作為燃料應(yīng)用于電化學(xué)燃料電池中大大降低,同時也和大程度的節(jié)約了系統(tǒng)構(gòu)建成本。因此前景,應(yīng)當(dāng)引領(lǐng)當(dāng)代學(xué)者對其進(jìn)行深入研究。醇燃料電池簡介工作原理與 PEMFC 是相近的,只是燃料由 H2換成了甲接轉(zhuǎn)化成了電能。DMFC 具有啟動速度快、運行溫度低、能量轉(zhuǎn)化率高、環(huán)境友好等優(yōu)點,具有良好的市場前景
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀及展望[J]. 楊英明,孫建東,李全生. 煤炭工程. 2019(02)
[2]供給安全背景下我國能源對外依存度評價[J]. 呂靖燁,丁周香,李朋林. 石油化工管理干部學(xué)院學(xué)報. 2018(02)
[3]論人與自然和諧共生的中國新型現(xiàn)代化[J]. 劉魁,胡順. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2018(01)
[4]新能源發(fā)展趨勢研究[J]. 劉國華,谷屹,孫慶豐,劉曉宇. 石油石化綠色低碳. 2018(01)
[5]我國能源經(jīng)濟(jì)效率及國際比較[J]. 曹永利. 時代金融. 2018(02)
[6]我國能源礦產(chǎn)開發(fā)利用面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 邱蔓. 山西農(nóng)經(jīng). 2017(08)
[7]天然氣與能源革命——以川渝地區(qū)為例[J]. 馬新華. 天然氣工業(yè). 2017(01)
[8]能源開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的環(huán)境效應(yīng)分析——以榆林市為例[J]. 李霞,文琦,楊瑞蘭. 經(jīng)濟(jì)地理. 2016(08)
[9]中國霧霾成因及治理對策[J]. 路娜,周靜博,李治國,王耀濤,靳偉. 河北工業(yè)科技. 2015(04)
[10]中國能源發(fā)展及其對經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響[J]. 張波,楊艷麗,徐小寧. 能源與環(huán)境. 2015(03)
博士論文
[1]空心、大孔氮摻雜多孔碳的合成及其氣體吸附、氧還原的性能研究[D]. 王宇.吉林大學(xué) 2018
[2]高性能碳基非貴金屬催化劑的制備及氧還原性能研究[D]. 鄧怡杰.華南理工大學(xué) 2018
[3]基于金屬—有機(jī)骨架納米復(fù)合材料的設(shè)計、合成與催化性能研究[D]. 陳玉貞.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]高活性納米金的合成及其在甲醇電催化氧化中的應(yīng)用[D]. 王慧.蘇州大學(xué) 2018
[2]ZIF基氮摻雜碳材料的制備及其電催化性能的研究[D]. 曹鳳麗.青島大學(xué) 2018
[3]直接甲醇燃料電池陰極非鉑催化劑制備及性能研究[D]. 薛瑜.天津工業(yè)大學(xué) 2018
本文編號:3256946
【文章來源】:黑龍江大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
016年全球(左)與中國(右)一次能源消費結(jié)構(gòu)
第 1 章 緒論,燃料電池也是按照氧化還原的理論進(jìn)行工作的。燃料電池由質(zhì)和外部電路四個基本部分構(gòu)成。在陰極和陽極通常都會有催原反應(yīng)的進(jìn)行,兩電極均置于電解液中[20]。池按照不同的分類方法能分為不同的類型,根據(jù)使用電解質(zhì)種性、酸性、熔融鹽類和固體電解質(zhì)燃料電池,即堿性燃料電池FC)、磷酸燃料電池(Phosphoric acid fuel cell,PAFC)、熔融碳酸n carbonate fuel cell,MCFC)、固體氧化物燃料電池(Solid oxide 子交換膜燃料電池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC料類型的不同,即燃料是否需要經(jīng)過重整器“重整”為氫氣后才做,可將燃料電池分為直接型燃料電池、間接型燃料電池和再生
第 1 章 緒論首先甲醇是可再生能源可從木材中再生,其次液態(tài)的甲醇輸,如果直接將甲醇作為燃料應(yīng)用于電化學(xué)燃料電池中大大降低,同時也和大程度的節(jié)約了系統(tǒng)構(gòu)建成本。因此前景,應(yīng)當(dāng)引領(lǐng)當(dāng)代學(xué)者對其進(jìn)行深入研究。醇燃料電池簡介工作原理與 PEMFC 是相近的,只是燃料由 H2換成了甲接轉(zhuǎn)化成了電能。DMFC 具有啟動速度快、運行溫度低、能量轉(zhuǎn)化率高、環(huán)境友好等優(yōu)點,具有良好的市場前景
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀及展望[J]. 楊英明,孫建東,李全生. 煤炭工程. 2019(02)
[2]供給安全背景下我國能源對外依存度評價[J]. 呂靖燁,丁周香,李朋林. 石油化工管理干部學(xué)院學(xué)報. 2018(02)
[3]論人與自然和諧共生的中國新型現(xiàn)代化[J]. 劉魁,胡順. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2018(01)
[4]新能源發(fā)展趨勢研究[J]. 劉國華,谷屹,孫慶豐,劉曉宇. 石油石化綠色低碳. 2018(01)
[5]我國能源經(jīng)濟(jì)效率及國際比較[J]. 曹永利. 時代金融. 2018(02)
[6]我國能源礦產(chǎn)開發(fā)利用面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 邱蔓. 山西農(nóng)經(jīng). 2017(08)
[7]天然氣與能源革命——以川渝地區(qū)為例[J]. 馬新華. 天然氣工業(yè). 2017(01)
[8]能源開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的環(huán)境效應(yīng)分析——以榆林市為例[J]. 李霞,文琦,楊瑞蘭. 經(jīng)濟(jì)地理. 2016(08)
[9]中國霧霾成因及治理對策[J]. 路娜,周靜博,李治國,王耀濤,靳偉. 河北工業(yè)科技. 2015(04)
[10]中國能源發(fā)展及其對經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響[J]. 張波,楊艷麗,徐小寧. 能源與環(huán)境. 2015(03)
博士論文
[1]空心、大孔氮摻雜多孔碳的合成及其氣體吸附、氧還原的性能研究[D]. 王宇.吉林大學(xué) 2018
[2]高性能碳基非貴金屬催化劑的制備及氧還原性能研究[D]. 鄧怡杰.華南理工大學(xué) 2018
[3]基于金屬—有機(jī)骨架納米復(fù)合材料的設(shè)計、合成與催化性能研究[D]. 陳玉貞.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]高活性納米金的合成及其在甲醇電催化氧化中的應(yīng)用[D]. 王慧.蘇州大學(xué) 2018
[2]ZIF基氮摻雜碳材料的制備及其電催化性能的研究[D]. 曹鳳麗.青島大學(xué) 2018
[3]直接甲醇燃料電池陰極非鉑催化劑制備及性能研究[D]. 薛瑜.天津工業(yè)大學(xué) 2018
本文編號:3256946
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