人類對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,被廣泛認為是一種綠色的,高效的替代能源,并逐漸獲得研究者的關注。在燃料電池技術的發(fā)展中,研發(fā)有效的陰極氧還原反應（ORR）催化劑至關重要。目前,Pt和其合金已被認為是在燃料電池中最常見的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,為了擴大燃料電池的實際應用,開發(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)報道,石墨烯和錳氧化物對氧還原反應分別有一定的催化活性,可以預期它們的復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、熱分解法和電化學法制備出三種不同的錳氧化物與還原氧化石墨烯的復合物,即Mn₃O₄/rGO、MnO/rGO和MnO₂/rGO。通過掃描電鏡（SEM）,透射電鏡（TEM）和X-射線粉末衍射（XRD）對復合物的粒子大小、形貌及晶型結構進行表征；通過X-射線光電子能譜（XPS）和拉曼光譜（Raman）等手段對所制備的復合催化... 

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
緒論
    0.1 燃料電池陰極反應催化劑的研究背景及現(xiàn)狀
    0.2 氧還原反應的機理
    0.3 陰極氧還原催化劑的研究進展
        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用
    0.5 本課題的選題依據(jù)
第一章 Mn_3O_4/rGO復合物的制備及其對氧還原的電催化性能
    第一節(jié) 前言
    第二節(jié) 實驗部分
        1.2.1 實驗試劑
        1.2.2 實驗儀器
        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復合物的制備
    第三節(jié) 結果與討論
        1.3.1 Mn_3O_4/rGO復合物的表征
        1.3.2 Mn_3O_4/rGO復合物的電催化性能研究
    第四節(jié) 小結
第二章 MnO/rGO復合物的制備及其對氧還原的電催化性能
    第一節(jié) 前言
    第二節(jié) 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
        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復合物的制備
    第三節(jié) 結果與討論
        2.3.1 MnO/rGO復合物的表征
        2.3.2 MnO/rGO復合物的電催化性能研究
    第四節(jié) 小結
第三章 MnO_2/rGO復合物的制備及其對氧還原的電催化性能
    第一節(jié) 前言
    第二節(jié) 實驗部分
        3.2.1 實驗主要試劑
        3.2.2 實驗儀器及設備
        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復合物的制備
    第三節(jié) 結果與討論
        3.3.1 MnO_2/rGO復合物的表征
        3.3.2 MnO_2/rGO復合物的電催化性能研究
    第四節(jié) 小結
第四章 總結與展望
參考文獻
攻讀學位期間主要成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
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.  化學學報. 2013(04)



本文編號：3727546