本文關(guān)鍵詞：基于氧還原及水分解的鉻和鐵系碳（氮、磷）化物的合成

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【摘要】：燃料電池和電解水制氫技術(shù)都被認(rèn)為是21世紀(jì)最有前途的能源轉(zhuǎn)化和儲存手段。然而,限制它們發(fā)展的核心問題均是高昂的成本,其中催化劑的成本占了很大的比例,燃料電池陰、陽兩極反應(yīng)催化劑都Pt基催化劑為主,水分解的析氧反應(yīng)常用的催化劑為IrO2和RuO2催化劑,而析氫反應(yīng)常用的催化劑為Pt基催化劑。如何在降低貴金屬的用量的同時提高電催化反應(yīng)的效率,是當(dāng)前研究的主要問題。由于鉻和鐵系碳(氮、磷)化物優(yōu)異的電催化活性和碳材料優(yōu)異的電子傳導(dǎo)能力和穩(wěn)定性,將其復(fù)合作為燃料電池或水分解反應(yīng)的催化劑,具有重要的研究價值。因此,本論文的研究內(nèi)容分為以下三個部分:1、以離子交換樹脂為碳源,同步交換金屬前驅(qū)體,然后溶劑熱還原、碳化熱解,合成Cr2C3/C復(fù)合體,這種復(fù)合體可作為高效的ORR催化劑載體。合成的10%Pt-Cr2C3/C催化劑與40%商業(yè)Pt/C相比,具有相似的起峰電位,更正的半電位、更大的極限擴(kuò)散電流密度和更好的循環(huán)穩(wěn)定性。2、用簡單的溶劑熱輔助的離子交換方法制備了一種新型的氮化鉻/石墨碳膠囊(CrN/GC)電催化劑。合成的CrN/GC被首次用來作為ORR催化劑,在堿性條件下展現(xiàn)了優(yōu)異的性能,包括較高的極限擴(kuò)散電流密度、優(yōu)異的抗甲醇性能和穩(wěn)定性以及4電子反應(yīng)。3、通過先溶劑熱后磷化的方法成功制備了CoP/rGO和Ni2P/rGO復(fù)合體。其中CoP/rGO復(fù)合體在堿性條件下展現(xiàn)了良好的ORR和OER反應(yīng)活性和穩(wěn)定性。合成的Ni2P/rGO復(fù)合體在堿性條件下具有優(yōu)良OER性能的同時,在酸性條件下也有一定催化HER反應(yīng)的能力。
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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本文編號：1231305