發(fā)布時間：2020-02-20 11:42

【摘要】：金屬與石墨烯復(fù)合納米材料的制備及應(yīng)用的研究已成為目前石墨烯研究領(lǐng)域的重要課題。金屬石墨烯復(fù)合納米材料完美的結(jié)合了金屬納米材料和石墨烯材料的諸多優(yōu)異特性,如金屬納米材料的高催化活性,石墨烯材料高的比表面積和良好的導(dǎo)電性等。石墨稀獨特的優(yōu)點還會對負(fù)載金屬催化劑材料產(chǎn)生一定的協(xié)同效應(yīng),從而顯著提高復(fù)合材料的整體性能。這使得金屬石墨烯納米復(fù)合材料在燃料電池氧還原、醇氧化、析氫、析氧等電化學(xué)催化領(lǐng)域都有著極好的應(yīng)用前景。目前,制備石墨烯與金屬復(fù)合納米材料的方法眾多,然而如何采用簡單有效的方法制備出金屬納米粒子均勻負(fù)載的石墨稀復(fù)合納米材料仍具有較大的挑戰(zhàn)。在本論文工作中,我們簡單高效的制備了石墨烯與鈕/鐵釔納米、石墨稀與金屬鉻復(fù)合材料,著重研究了石墨烯與鈕/鐵釔納米復(fù)合材料的電解水析氫性能,石墨稀與金屬鉻納米復(fù)合材料的電解水析氧的催化性能。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:首先,利用化學(xué)沉積法簡單高效的制備出了石墨烯與鈕/鐵釔、石墨稀與金屬鉻、納米復(fù)合材料。然后,采用XRD、XPS、Raman、BET、SEM、TEM等表征手段對復(fù)合材料的物相結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、比表面積及孔徑分布、形貌等進(jìn)行分析研究。利用旋轉(zhuǎn)圓盤電極測試系統(tǒng)測試了兩種石墨烯納米復(fù)合材料的析氧、析氫性能,證明了石墨烯的負(fù)載使制得的復(fù)合物具有更好的催化活性和穩(wěn)定性。也研究了石墨烯復(fù)合物的金屬負(fù)載量對催化性能有很大的影響。結(jié)果表明,石墨烯與鈕/鐵釔納米復(fù)合材料在電流密度10mA.cm-2時的析氫過電位僅有15mV,已達(dá)到Pt/C的催化性能;石墨烯與金屬鉻納米復(fù)合材料在電流密度10mA.cm-2時的析氧過電位僅有320mV,性能已超過了目前析氧性能最好的IrO2。
【圖文】：

ＥＤＸ－ＳＴＥＭ邋ｍａｐｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｅｌｅｍｅｎｔｓ，邋ｓｈｏｗｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｖａｒｉｏｕｓ，邋（ｂ）邋Ｐｄ／ＹＦｅ0３／ＧＣ逡逑ｅｌｅｍｅｎｔ邋ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｔａｂｌｅ逡逑圖３－３中為Ｐｄ／ＧＣ，Ｐｄ／ＹｚＯ＾Ｃ，邋Ｐｄ／ＹＦｅ０３／ＧＣ三種材料的ＸＲＤ圖，圖中逡逑１７逡逑

Ｆｉｇｕｒｅ邋３－４邋（ａ）邋ＰｄＡｆＦｅ０３／ＧＣ邋ＸＰＳ邋ｓｐｅｃｔｒｉｕｎ，邋（ｂ）邋（ｃ）邋（ｄ）邋（Ｅ）邋（ｆ）邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｗｅｒｅ邋Ｐｄ，邋Ｆｅ，邋Ｙ，邋Ｃ，邋Ｏ逡逑ｅｌｅｍｅｎｔｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑圖３－５．（ａ）為Ｐｄ／ＹＦｅ０３／ＧＣ的低溫氮氣環(huán)境下的吸脫附等溫曲線，圖中顯逡逑示在相對分壓Ｐ／ＰＧ小于０．２后增加速度比較快，證明樣品中絕大多數(shù)為微孔，，Ｐ／ｐｏ逡逑在０．５？Ｌ０處出現(xiàn)了很明顯的滯后環(huán)，這顯然表明有一定的介孔結(jié)構(gòu)。圖３－５（ｂ）逡逑中知，孔徑主要集中在ｌｎｍ－３ｍｒｉ還有３８ｎｍ－４０ｎｍ之間，所以材料中既有典型的逡逑微孔也有比較明顯的中孔。逡逑２２逡逑
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;TB33

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