氮、鐵摻雜碳催化劑在堿性介質(zhì)中的金屬-空氣電池以及在酸性介質(zhì)中的質(zhì)子交換膜電池的實(shí)際應(yīng)用仍是一個非常困難和具有挑戰(zhàn)性的研究課題。本文中,我們發(fā)現(xiàn)通過間苯二胺可以批量生產(chǎn)一種氮、鐵摻雜的多孔碳納米球。該合成方法主要為間苯二胺和三氯化鐵的聚合產(chǎn)物在NH3中進(jìn)行熱處理。得到的典型產(chǎn)物具有較高的BET表面積（1408 m2g-1）,總孔體積（0.90 cm3 g-1）和大量的微孔,并且典型產(chǎn)物在酸性條件下還具有優(yōu)良的ORR活性,穩(wěn)定性以及抗甲醇性能。同時,我們還發(fā)現(xiàn)了一種氮、鐵摻雜的碳球/有序納米纖維復(fù)合材料（NFe-CS/CNF）。其中,氮、鐵摻雜的碳球（NFe-CS）是由對苯二胺合成的,氮、鐵摻雜的納米纖維（NFe-CNF）是由鄰苯二胺合成的。典型材料中的氮元素含量為3.89 at%,鐵元素含量為0.38 at%,并且具有一個很高的BET表面積。典型產(chǎn)物在酸性條件下表現(xiàn)出了一個很高的ORR催化活性,并且其穩(wěn)定性和抗甲醇性能都要優(yōu)于商業(yè)Pt/C。在堿性條件下,典型產(chǎn)物的ORR催化性能已經(jīng)高于Pt/C的催化性能。通過鋅-空電池測試證明典型產(chǎn)物是具有替代商業(yè)Pt/C的潛力的。NFe-CS/CNF... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 燃料電池介紹
    1.2 旋轉(zhuǎn)圓盤電極研究ORR活性
    1.3 碳基非貴金屬及非金屬催化劑
        1.3.1 氫氧質(zhì)子交換膜電池
        1.3.2 非貴金屬催化劑的合成
    1.4 研究意義與研究內(nèi)容
第二章 批量制備具有高比表面和積孔體積的氮、鐵共摻雜碳材料及其在酸性體系中優(yōu)異的ORR活性研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗試劑與儀器
    2.3 實(shí)驗步驟
        2.3.1 制備氮、鐵摻雜納米多孔碳(NFe-NC-NH_3-950-2)
        2.3.2 制備氮?dú)鈱φ战M
        2.3.3 制備溫度對照組
        2.3.4 制備時間對照組
        2.3.5 制備速率對照組
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 材料表征
        2.4.2 電化學(xué)測試
    2.5 本章小結(jié)
第三章 由苯二胺制備N、Fe共摻雜碳球/有序碳納米纖維復(fù)合材料及其電化學(xué)性能研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗試劑與儀器
    3.3 實(shí)驗步驟
        3.3.1 制備材料NFe-CS-400
        3.3.2 制備材料NFe-CNF-400
        3.3.3 制備材料NFe-CS/CNF-200-200
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 材料結(jié)構(gòu)表征
        3.4.2 電化學(xué)測試
        3.4.3 性能匯總比較與總結(jié)
    3.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號：3670953