少貴/非貴金屬催化劑應(yīng)用于甲酸氧化和氧還原
發(fā)布時間:2021-04-13 14:57
近年來極端氣候的頻繁出現(xiàn)使世界各國愈發(fā)關(guān)注環(huán)境保護(hù)這一經(jīng)久不衰的話題。傳統(tǒng)化石能源的不可再生性和對環(huán)境的破壞性已經(jīng)成為各國搭建環(huán)境友好型能源系統(tǒng)的最大阻礙?萍及l(fā)展和人口增長導(dǎo)致能源需求日益加劇,解決能源危機(jī)、開發(fā)綠色能源對世界發(fā)展的重要性不言而喻。在這樣的客觀情況和各國政府的大力支持之下,新能源領(lǐng)域迎來了蓬勃的發(fā)展。在新能源領(lǐng)域,燃料電池?zé)o疑是其中最閃爍的明星之一,它具有較高的能量密度,適宜的操作環(huán)境,綠色清潔的工作方式,被認(rèn)為具有解決能源危機(jī)、緩解環(huán)境壓力的巨大潛力。要使燃料電池具有大規(guī)模應(yīng)用的可能性,催化劑的改良是必不可少的。就目前的研究來看,貴金屬催化劑仍然是燃料電池中催化性能最為優(yōu)異的一類,但是貴金屬高昂的價格和稀少的儲量對其進(jìn)一步發(fā)展造成了不可忽視的阻礙。甲酸氧化(formic acid oxidation,FAO)是小分子燃料氧化中最簡單的反應(yīng),而氧還原(oxygen reduction reaction,ORR)則是對于絕大多數(shù)燃料電池都不可或缺的部分。對于甲酸氧化過程而言,其對應(yīng)的催化劑性能最優(yōu)異的是鈀(Pd)基催化劑,而Pd近幾年來價格日益增高,造成催化劑成本的進(jìn)一...
【文章來源】:蘇州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-丨.DMFCs的主要構(gòu)成[43]
第一章緒it?少貴/非貴金屬催化劑應(yīng)用于甲酸氧化和氧還原??Pd/C催化劑具有更高的FAO催化性能,簡便的方法也為研究人員提供了一定的??參考。圖1-3A和B分別是合成的Pd/rGO的不同分辨率的TEM圖,可以清晰地??看到Pd納米顆粒在石墨烯片上的均勻分布,其中大部分為球形,直徑小于5納??米,顆粒之間沒有聚集或重疊。??m??圖1-3.?Pd/RGO的(A)低分辨率和(B)高分辨率TEM圖像。??Figure?1-3.?(A)?and?(B)?TEM?images?of?Pd/RGO?nanocomposite?in?lower?and?higher??magnifications,?respectively.??Wang課題組[70]采用簡易的一步共還原法制備了納米線網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的AuPd??合金。循環(huán)伏安法(cyclic?voltammetry,?CV)和電流-時間曲線都證明了該方法合成??的催化劑對FAO的催化活性得到了增強(qiáng),并且穩(wěn)定性得以提高,其結(jié)果優(yōu)于商業(yè)??鈀碳催化劑。??6??
第一章緒論?少貴/非貴金屬催化劑應(yīng)用于甲酸氧化和氧還原??PdNi/C、PdCu/C和PdNiCu/C合金,分別比較了這一系列催化劑的FAO活性并??進(jìn)行了分析研究。Pd/C和Pd基合金對FAO的初始活性通過在0.5?M?H2SO4和0.5??M甲酸的CV法測試得到(圖1-5A)。對于所有樣品,FAO的最大陽極電流密度在??0.5?V?(相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極)左右,并且Pd基合金對FAO的初始活性比Pd/C要好,??其中,PdNiCu/C三金屬催化劑活性最好,電流密度為3.3?mA.cm-2,比Pd/C的??電流密度增加了?2.2倍。雙金屬催化劑PdNi/C和PdCu/C的活性與Pd/C相比也分??別增加了?1.5和2倍。??3.5????(a)?33ztx_?——PdNiCu/C??3.0?-?/7?3?0??PdCu/C??b??PdNI/C??1嚴(yán)?????????0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0?1.2??E?(V?v*.?RHE)??800?-(b)?792?-pi^-?—?PdNiCu/C??/?\?u?…PdCu/C??/?T7-V?654??PdNl/C??600?-?I\\?……Pd/C??.?.?.0-5?V,?.?.?.??0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0?1.2??E?(vs.?RHE)??圖1-5.?Pd基雙金屬或三金屬在含有0.5?M甲酸的0.5?MH2SO4溶液中的CV圖,??掃描速度為201T1V.S-1,其中圖(a)和圖(b)分別以Pd的電化學(xué)活性比表面積(ECSA)??和質(zhì)量進(jìn)行了歸一化處理。??Figure?1-5.
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Significant influence of doping effect on photovoltaic performance of efficient fullerene-free polymer solar cells[J]. Qian Kang,Qi Wang,Cunbin An,Chang He,Bowei Xu,Jianhui Hou. Journal of Energy Chemistry. 2020(04)
[2]Preparation and properties of a new porous ceramic material used in clean energy field[J]. Shuming Wang,Xiaofang Zhang,Fenghua Kuang,Jiangshan Li,Yanxin Wang,Ruiping Wang,Yanru Wang,Xin Lin,Jianming Li. Journal of Materials Science & Technology. 2019(07)
本文編號:3135509
【文章來源】:蘇州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-丨.DMFCs的主要構(gòu)成[43]
第一章緒it?少貴/非貴金屬催化劑應(yīng)用于甲酸氧化和氧還原??Pd/C催化劑具有更高的FAO催化性能,簡便的方法也為研究人員提供了一定的??參考。圖1-3A和B分別是合成的Pd/rGO的不同分辨率的TEM圖,可以清晰地??看到Pd納米顆粒在石墨烯片上的均勻分布,其中大部分為球形,直徑小于5納??米,顆粒之間沒有聚集或重疊。??m??圖1-3.?Pd/RGO的(A)低分辨率和(B)高分辨率TEM圖像。??Figure?1-3.?(A)?and?(B)?TEM?images?of?Pd/RGO?nanocomposite?in?lower?and?higher??magnifications,?respectively.??Wang課題組[70]采用簡易的一步共還原法制備了納米線網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的AuPd??合金。循環(huán)伏安法(cyclic?voltammetry,?CV)和電流-時間曲線都證明了該方法合成??的催化劑對FAO的催化活性得到了增強(qiáng),并且穩(wěn)定性得以提高,其結(jié)果優(yōu)于商業(yè)??鈀碳催化劑。??6??
第一章緒論?少貴/非貴金屬催化劑應(yīng)用于甲酸氧化和氧還原??PdNi/C、PdCu/C和PdNiCu/C合金,分別比較了這一系列催化劑的FAO活性并??進(jìn)行了分析研究。Pd/C和Pd基合金對FAO的初始活性通過在0.5?M?H2SO4和0.5??M甲酸的CV法測試得到(圖1-5A)。對于所有樣品,FAO的最大陽極電流密度在??0.5?V?(相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極)左右,并且Pd基合金對FAO的初始活性比Pd/C要好,??其中,PdNiCu/C三金屬催化劑活性最好,電流密度為3.3?mA.cm-2,比Pd/C的??電流密度增加了?2.2倍。雙金屬催化劑PdNi/C和PdCu/C的活性與Pd/C相比也分??別增加了?1.5和2倍。??3.5????(a)?33ztx_?——PdNiCu/C??3.0?-?/7?3?0??PdCu/C??b??PdNI/C??1嚴(yán)?????????0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0?1.2??E?(V?v*.?RHE)??800?-(b)?792?-pi^-?—?PdNiCu/C??/?\?u?…PdCu/C??/?T7-V?654??PdNl/C??600?-?I\\?……Pd/C??.?.?.0-5?V,?.?.?.??0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0?1.2??E?(vs.?RHE)??圖1-5.?Pd基雙金屬或三金屬在含有0.5?M甲酸的0.5?MH2SO4溶液中的CV圖,??掃描速度為201T1V.S-1,其中圖(a)和圖(b)分別以Pd的電化學(xué)活性比表面積(ECSA)??和質(zhì)量進(jìn)行了歸一化處理。??Figure?1-5.
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Significant influence of doping effect on photovoltaic performance of efficient fullerene-free polymer solar cells[J]. Qian Kang,Qi Wang,Cunbin An,Chang He,Bowei Xu,Jianhui Hou. Journal of Energy Chemistry. 2020(04)
[2]Preparation and properties of a new porous ceramic material used in clean energy field[J]. Shuming Wang,Xiaofang Zhang,Fenghua Kuang,Jiangshan Li,Yanxin Wang,Ruiping Wang,Yanru Wang,Xin Lin,Jianming Li. Journal of Materials Science & Technology. 2019(07)
本文編號:3135509
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