氧還原反應電催化劑廣泛應用于燃料電池、金屬-空氣電池和氯堿工業(yè)等新能源技術中,以改善氧還原反應動力學緩慢的特性,提升電化學器件的整體性能。但是,傳統的基于貴金屬材料的氧還原電催化劑具有生產成本昂貴、穩(wěn)定性和抗小分子毒化能力差等缺點,顯著限制了上述新能源技術的大規(guī)模應用。因此,開發(fā)廉價高效的非貴金屬氧還原催化劑,完全取代貴金屬材料,促進氧還原反應在上述技術中的大規(guī)模應用勢在必行。本論文以金屬有機框架材料（MOF）衍生納米碳基催化劑為研究對象,從催化劑的納米結構和活性位點構型兩方面進行調控,探討了催化劑的微觀結構和活性位點特性對催化性能的影響,并在此基礎之上揭示了氧還原反應在該類材料表面的電催化機制,主要研究內容如下:1.利用沸石咪唑骨架材料-8（ZIF-8）納米顆粒和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）在熱解過程中的相互作用,實現了ZIF-8衍生富氮碳由微孔向微孔-介孔分級結構的原位可控轉換,制備得到三維富氮微孔-介孔分級多孔碳（3D NEMC）,介孔和微孔的比表面積之比由直接熱解ZIF-8得到的富氮碳納米顆粒（NECNP）的0.43提高至0.57;通過深入研究ZIF-8納米顆粒的尺寸、ZIF-8與... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：116 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

堿性條件下氧還原反應路線圖

氧分子在金屬表面的不同吸附模式：（A）Griffiths模式、（B）Pauling模式和（C）橋

氧還原反應在（A）質子交換膜燃料電池、（B）鋅-空氣電池、（C）鋰-空氣電池以及（D）電解食鹽水中的應用[5-9]


本文編號：3602760