本文關(guān)鍵詞：碳納米管負(fù)載金屬及金屬氧化物催化劑的制備及其電化學(xué)性能表征

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【摘要】：直接甲醇燃料電池(DMFC)作為最具潛力的下一代能量轉(zhuǎn)換裝置,受到人們廣泛關(guān)注,但是由于DMFC陰極與陽極催化劑高昂的價(jià)格以及長期穩(wěn)定性限制其了商業(yè)化的道路。本文通過離子液體與交聯(lián)劑共聚包覆與氯化血紅素修飾碳納米管來制備分散更均勻,粒徑更小的Pt納米顆粒來提高其利用率,以達(dá)到降低Pt使用量的目的,并探索了非貴金屬陰極催化劑的制備。主要工作如下：1、將鉑納米顆粒負(fù)載到離子液體與二乙烯基苯非共價(jià)包覆的碳納米管上,且包覆層厚度可控。通過X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)催化劑進(jìn)行了物理表征,Pt納米顆粒均勻分散在改性后碳納米管表面,平均粒徑為3.3nm。循環(huán)伏安測試表明Pt/PIL-DVB-CNTs具有極高的電化學(xué)活性比面積(ECSA,67.46m2/g)以及優(yōu)異的甲醇電化學(xué)催化能力,甲醇氧化峰電流密度達(dá)到了425.0 mA mg-1。2、將氯化血紅素非共價(jià)吸附在碳納米管表面,并將其作為催化劑的載體,負(fù)載Pt納米顆粒制備Pt/Heme-CNTs催化劑。通過拉曼光譜對(duì)碳納米管改性前后結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行表征,并通過透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)改性碳納米管表面Pt納米顆粒進(jìn)行觀察。對(duì)催化劑進(jìn)行甲醇電催化氧化以及氧電催化還原測試,結(jié)果表明Pt/Heme-CNTs催化劑具有比Pt/OCNTs更優(yōu)異的甲醇電催化氧化能力,同時(shí)也具有比商業(yè)化Pt/C更優(yōu)異的氧電催化還原性能。3、采用一鍋法的方法,將硝酸鈰胺作為苯胺的氧化劑以及二氧化鈰的金屬前驅(qū)體,制備出二氧化鈰包覆的氮摻雜碳納米管非貴金屬氧還原催化劑(CeO2/N-CNTs)。通過X射線光電子能譜對(duì)催化劑元素進(jìn)行分析,以及利用TEM對(duì)催化劑表面形貌進(jìn)行表征。通過與商業(yè)化Pt/C催化劑進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)其具有一定的氧化原電催化性能,而且具有更大的極限電流密度。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;O643.36

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