人類對(duì)能源的需求量不斷增加和傳統(tǒng)的化石能源燃料趨于枯竭的現(xiàn)狀,迫切地需要我們尋找新的能源。燃料電池由于其高能量和高功率密度的特點(diǎn),被廣泛認(rèn)為是一種綠色的,高效的替代能源,并逐漸獲得研究者的關(guān)注。在燃料電池技術(shù)的發(fā)展中,研發(fā)有效的陰極氧還原反應(yīng)（ORR）催化劑至關(guān)重要。目前,Pt和其合金已被認(rèn)為是在燃料電池中最常見(jiàn)的ORR電催化劑,但是,它們成本高,穩(wěn)定性差,抗甲醇、抗CO毒化能力差。因此,為了擴(kuò)大燃料電池的實(shí)際應(yīng)用,開(kāi)發(fā)低成本、高效率、穩(wěn)定性好的非鉑氧還原催化劑迫在眉睫。根據(jù)報(bào)道,石墨烯和錳氧化物對(duì)氧還原反應(yīng)分別有一定的催化活性,可以預(yù)期它們的復(fù)合物有望代替鉑基催化劑成為燃料電池的陰極催化劑。本論文以水熱法、熱分解法和電化學(xué)法制備出三種不同的錳氧化物與還原氧化石墨烯的復(fù)合物,即Mn₃O₄/rGO、MnO/rGO和MnO₂/rGO。通過(guò)掃描電鏡（SEM）,透射電鏡（TEM）和X-射線粉末衍射（XRD）對(duì)復(fù)合物的粒子大小、形貌及晶型結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征；通過(guò)X-射線光電子能譜（XPS）和拉曼光譜（Raman）等手段對(duì)所制備的復(fù)合催化... 

【文章頁(yè)數(shù)】：110 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
緒論
    0.1 燃料電池陰極反應(yīng)催化劑的研究背景及現(xiàn)狀
    0.2 氧還原反應(yīng)的機(jī)理
    0.3 陰極氧還原催化劑的研究進(jìn)展
        0.3.1 貴金屬催化劑
        0.3.2 非貴金屬氧化物催化劑
        0.3.3 石墨烯及其衍生物
    0.4 錳氧化物研究現(xiàn)狀
        0.4.1 錳氧化物的概述
        0.4.2 錳氧化物在燃料電池陰極催化劑上的應(yīng)用
    0.5 本課題的選題依據(jù)
第一章 Mn_3O_4/rGO復(fù)合物的制備及其對(duì)氧還原的電催化性能
    第一節(jié) 前言
    第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
        1.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        1.2.3 氧化石墨(GO)的制備
        1.2.4 還原氧化石墨烯(rGO)的制備
        1.2.5 Mn_3O_4的制備
        1.2.6 Mn_3O_4/rGO復(fù)合物的制備
    第三節(jié) 結(jié)果與討論
        1.3.1 Mn_3O_4/rGO復(fù)合物的表征
        1.3.2 Mn_3O_4/rGO復(fù)合物的電催化性能研究
    第四節(jié) 小結(jié)
第二章 MnO/rGO復(fù)合物的制備及其對(duì)氧還原的電催化性能
    第一節(jié) 前言
    第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 氧化石墨(GO)的制備
        2.2.4 還原氧化石墨烯(rGO)的制備
        2.2.5 MnO的制備
        2.2.6 MnO/rGO復(fù)合物的制備
    第三節(jié) 結(jié)果與討論
        2.3.1 MnO/rGO復(fù)合物的表征
        2.3.2 MnO/rGO復(fù)合物的電催化性能研究
    第四節(jié) 小結(jié)
第三章 MnO_2/rGO復(fù)合物的制備及其對(duì)氧還原的電催化性能
    第一節(jié) 前言
    第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
        3.2.3 氧化石墨(GO)的制備
        3.2.4 氧化石墨烯溶液的制備
        3.2.5 還原氧化石墨烯(rGO)修飾電極的制備
        3.2.6 MnO_2的制備
        3.2.7 MnO_2/rGO復(fù)合物的制備
    第三節(jié) 結(jié)果與討論
        3.3.1 MnO_2/rGO復(fù)合物的表征
        3.3.2 MnO_2/rGO復(fù)合物的電催化性能研究
    第四節(jié) 小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可充鋰空氣電池多孔納米催化劑[J]. 程方益,陳軍.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)



本文編號(hào)：3727546