發(fā)布時(shí)間：2024-06-01 14:26

　　隨著科技的不斷進(jìn)步,社會對于能源的需求日益增長,開發(fā)可替代的新型能源的需求越來越迫切。甲醇燃料電池(DMFCs)作為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)的一種,由于其極高的能源轉(zhuǎn)化率、常溫下反應(yīng)、原料的易得性等特點(diǎn)而備受關(guān)注。其中發(fā)生于陰極的氧還原反應(yīng)(ORR)為DMFCs中的限速反應(yīng),為了解決目前所使用催化劑面臨的性能與經(jīng)濟(jì)型的問題,提升所用催化劑中Pt的利用率,增強(qiáng)催化劑的催化性能,本論文通過微波輔助的乙二醇還原法及乙酸鹽輔助的乙二醇還原法,通過探究最適制備條件,采用碳納米管軸向打開制備的石墨烯納米條帶作為載體,制備出一系列Pt/RGONRs負(fù)載型催化劑,并探究其在ORR反應(yīng)中的催化活性。以多壁碳納米管為原料,在濃硫酸及高錳酸鉀的作用下,軸向打開后生成氧化石墨烯納米條帶(GONRs)。在使用氯鉑酸作為前體的條件下,通過微波輔助的乙二醇還原法,在進(jìn)行了分步還原與一步還原、不同制備pH值、不同微波反應(yīng)時(shí)間等探究后,制備出Pt納米顆粒平均粒徑約3.5 nm,且均勻分布于載體之上的Pt/RGONRs催化劑。在制備過程中Pt離子首先吸附于GONRs中的含氧基團(tuán)上,接著包覆的Pt離子與GONRs...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 直接甲醇燃料電池陰極氧還原反應(yīng)
        1.1.1 氧還原反應(yīng)的反應(yīng)路徑
        1.1.2 氧還原反應(yīng)催化劑研究進(jìn)展
    1.2 碳材料載體
        1.2.1 碳納米管
        1.2.2 碳納米纖維
        1.2.3 石墨烯
        1.2.4 石墨烯納米條帶
    1.3 負(fù)載型鉑基催化劑的制備方法
        1.3.1 浸漬法
        1.3.2 離子交換法
        1.3.3 微乳液法
        1.3.4 膠體法
    1.4 多元醇還原法
        1.4.1 熱處理乙二醇還原法
        1.4.2 微波輔助乙二醇還原法
        1.4.3 常溫還原乙二醇還原法
    1.5 本論文選題依據(jù)及研究內(nèi)容
2 氧化石墨烯納米條帶的制備
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.1.2 多壁碳納米管的氧化打開
        2.1.3 載體材料的表征
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 N2吸附-脫附分析
        2.2.3 透射電鏡表征
        2.2.4 拉曼光譜分析
        2.2.5 傅立葉變換-紅外光譜分析
    2.3 本章小結(jié)
3 微波輔助乙二醇還原法制備鉑基催化劑用于氧還原反應(yīng)
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        3.1.2 催化劑的制備
        3.1.3 氧還原反應(yīng)活性評價(jià)
        3.1.4 催化劑的表征
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 一步還原與分布還原制備對于催化劑性能的影響
        3.2.2 不同制備pH值對于催化劑性能的影響
        3.2.3 不同微波時(shí)間對于催化劑性能的影響
        3.2.4 不同載體材料對于催化劑性能的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 乙酸鹽輔助常溫乙二醇還原法制備鉑基催化劑用于氧還原反應(yīng)
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        4.1.2 催化劑的制備
        4.1.3 催化劑的表征
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 載體預(yù)還原前后對于催化劑性能的影響
        4.2.2 不同靜置時(shí)間對于催化劑性能的影響
        4.2.3 不同乙酸鹽濃度對于催化劑性能的影響
        4.2.4 不同種類乙酸鹽對于催化劑反應(yīng)性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)與工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3986022