本文選題：石墨烯　切入點(diǎn)：濃度　出處：《青島科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：能源問題關(guān)系到國家的經(jīng)濟(jì)命脈。直接醇類燃料電池作為一種有潛力的新型供能方式,受到了極大的關(guān)注,但其催化劑卻仍存在諸多問題。隨著石墨烯的出現(xiàn),因其優(yōu)越的性能,對其作為載體的負(fù)載型金屬催化劑的探究和關(guān)注也成為研究焦點(diǎn)。本文在用溶劑熱法制得石墨烯及元素?fù)诫s石墨烯(主要是氮元素?fù)诫s)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)一步利用乙二醇還原法制備了石墨烯和元素?fù)诫s石墨烯負(fù)載的Pt、Ru催化劑；運(yùn)用XRD分析測試表征了所制備樣品的組成；運(yùn)用電化學(xué)測試技術(shù)如伏安循環(huán)法(CV)、交流阻抗(EIS)對石墨烯、氮摻雜石墨烯負(fù)載Pt和Pt-Ru分別在酸性條件下分別對甲醇和乙醇的氧化反應(yīng)的電催化性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。另外,本文也嘗試?yán)媒䴘n還原法制備了石墨烯負(fù)載Pt、Pt-Cu催化劑,并運(yùn)用CV、EIS測試、探究了其在酸性條件下對甲醇、乙醇氧化反應(yīng)的電催化性能。在酸性電解質(zhì)中,催化劑表現(xiàn)出了優(yōu)越的性能,而堿性電解質(zhì)卻因其不同于酸性電解質(zhì)的特點(diǎn)而受到重視。利用乙二醇還原法制備出石墨烯負(fù)載不同成分比的Pt/G、Ni/G、PtNi(1:1)/G、PtNi(1:2)/G、PtNi(2:1)/G催化劑；再運(yùn)用CV、EIS、I-t等多種電化學(xué)技術(shù),對各不同成分比例的Pt-Ni催化劑在不同堿性電解質(zhì)濃度下對甲醇氧化反應(yīng)的電催化性能進(jìn)行了詳細(xì)的比較和分析,從催化活性、抗CO中毒性、界面間傳輸阻力、穩(wěn)定性等性能考慮,得出各催化劑在0.75M濃度下性能較優(yōu),綜合考慮,發(fā)現(xiàn)Pt-Ni(1:1)/G的性能是最好的。此外,本文中還制備了Pt/G、Co/G、 Co-Cr/、Pt-Co-Cr/G催化劑,并運(yùn)用CV、EIS、I-t等測試手段,對各催化劑在不同堿性電解質(zhì)濃度下對甲醇氧化反應(yīng)的電催化性能進(jìn)行了詳細(xì)的比較和分析,得出在1.0M和0.75M濃度里,Pt-Co-Cr/G的性能較優(yōu)。對這些金屬催化劑進(jìn)行探究旨在：在保證催化劑催化活性、穩(wěn)定性的同時,降低成本,并希望能夠用非貴金屬取代價格昂貴的鉑系催化劑。
[Abstract]:Direct alcohol fuel cell, as a potential new energy supply mode, has received great attention, but its catalyst still has many problems. Because of its superior performance, the research and attention on supported metal catalysts as carriers have also become the focus. In this paper, graphene and elemental doped graphene (mainly nitrogen doped) were prepared by solvothermal method. Furthermore, graphene and elemental doped graphene supported on PTN Ru catalyst were prepared by ethylene glycol reduction method, and the composition of the prepared samples was characterized by XRD analysis. The electrocatalytic properties of graphene, nitrogen-doped graphene supported Pt and Pt-Ru for the oxidation of methanol and ethanol under acidic conditions were studied by electrochemical techniques such as voltammetric cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In this paper, the graphene supported Ptn-Pt-Cu catalyst was also prepared by impregnation reduction method. The electrocatalytic properties of the catalyst for the oxidation of methanol and ethanol under acidic conditions were investigated by CVG EIS. The catalyst showed superior performance, but alkaline electrolyte was paid more attention because of its difference from acid electrolyte. The catalyst supported on graphene with different composition ratios was prepared by ethylene glycol reduction method. The catalyst was prepared by using the catalyst of 1: 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 2 / 1 / 2: 1 / 1 / G catalyst of graphene supported on different composition ratio. The electrocatalytic properties of Pt-Ni catalysts with different compositions for methanol oxidation under different alkaline electrolyte concentrations were compared and analyzed by using a variety of electrochemical techniques such as CVN EIS-I-t. The catalytic activity and resistance to CO toxicity were analyzed in detail. Considering the performance of interfacial transport resistance and stability, it is concluded that the performance of each catalyst is better at 0.75m concentration, and it is found that the performance of Pt-Ni(1:1)/G is the best when considered synthetically. In addition, in this paper, we have also prepared PTR / Gr / G, Co-CrR / Pt-Co-Cr-R / G catalysts, and used CVT EISI-T and other testing methods. The electrocatalytic properties of various catalysts for methanol oxidation under different alkaline electrolyte concentrations were compared and analyzed in detail. The results show that the performance of Pt-Co-Cr-G in 1.0M and 0.75M concentrations is better. The purpose of this study is to ensure the catalytic activity and stability of the catalysts, while reducing the cost, and hope to replace the expensive platinum catalysts with non-precious metals.
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TM911.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;在國產(chǎn)釩催化劑上二氧化硫接氣過程的熱效應(yīng)的初步考察[J];硫酸工業(yè);1979年S1期

2 李大東;;催化劑評選技術(shù)(上)[J];石油煉制與化工;1981年06期

3 吳廣林;;硫化物對氨催化劑活性的影響及其防止辦法[J];化肥工業(yè);1981年03期

4 劉瑞寰;;鈷催化劑代鉑生產(chǎn)硝酸幾個問題的討論[J];化肥工業(yè);1981年05期

5 ;A_(110-1)型催化劑使用小結(jié)[J];氮肥技術(shù);1981年01期

6 ;低流體阻力釩催化劑的研制[J];硫酸工業(yè);1983年02期

7 戴鶴松;;使用維護(hù)好化肥催化劑以節(jié)能降耗[J];江蘇化工;1983年02期

8 馮孝庭;;轉(zhuǎn)化催化劑的研究開發(fā)與使用[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);1985年06期

9 豐定豪;王文祥;;氨合成球形催化劑的工業(yè)使用[J];小氮肥設(shè)計技術(shù);1986年05期

10 劉忠恕;;中變(低溫)催化劑的合理使用與節(jié)能[J];氮肥技術(shù);1986年06期

相關(guān)會議論文 前6條

1 王琦;王樹榮;高翔;駱仲泱;岑可法;;SCR脫硝催化劑的性能試驗(yàn)研究[A];中國動力工程學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

2 蔣煒;梁斌;;整體式釩催化劑的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)[A];第1屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2004年

3 黃元福;;全低變催化劑非氧化卸出的實(shí)踐[A];全國化肥工業(yè)技術(shù)交流會論文資料集[C];2004年

4 余東洋;;淺談預(yù)變爐催化劑更換方式[A];第十屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2013年

5 余東洋;;淺談預(yù)變爐催化劑更換方式[A];第十屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2013年

6 楊學(xué)萍;;丙烯酸合成催化劑及工藝開發(fā)進(jìn)展[A];第2屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2005年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 全榮;高效利用焦?fàn)t煤氣中氫的技術(shù)研究[N];世界金屬導(dǎo)報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉芳芳;生物質(zhì)衍生摻雜碳基催化劑的制備及其氧還原電催化性能的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 蔡雯佳;甲烷二氧化碳重整反應(yīng)催化劑的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 李翔;Pt/CNTs催化劑的甲醇氧化和氧還原電催化機(jī)制及其鎳、鈷磷化物改性[D];華南理工大學(xué);2015年

4 彭洪亮;摻雜碳基催化劑的制備及其氧還原性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 羅凡;低溫燃料電池高活性高穩(wěn)定性鉑基催化劑的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

6 吳燕妮;高性能及低鉑燃料電池催化劑的制備及研究[D];華南理工大學(xué);2010年

7 初園園;直接甲醇燃料電池陽極Pt基催化劑可控合成及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

8 蘇虹;質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（理化技術(shù)研究所）;2009年

9 曲振平;銀催化劑上一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所）;2003年

10 楊莉君;單原子殼層核殼結(jié)構(gòu)催化劑及碳基非鉑催化劑的制備與研究[D];華南理工大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉春紅;醋酸甲酯加氫制醇Cu-Zn-Al催化劑的性能研究[D];西安石油大學(xué);2015年

2 張璐;Au/CuO-CeO_2催化劑用于CO優(yōu)先氧化反應(yīng)性能及活性位的研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

3 李昊;Ce-Ti-W-O_x體系催化劑的制備及其NH_3-SCR性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 卜興軍;甲醇電化學(xué)氧化催化劑的研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 葛余俊;鈷、氮摻雜多孔碳作為氧還原催化劑的研究[D];浙江大學(xué);2015年

6 趙卉茹;亞氧化鈦負(fù)載Pt、Pd和Pt-Tb催化劑對甲酸電氧化的催化性能研究[D];河南師范大學(xué);2015年

7 訾玲華;結(jié)構(gòu)化催化劑內(nèi)多相流流動及傳質(zhì)性能模擬研究[D];北京化工大學(xué);2015年

8 姜倩;直接乙醇燃料電池低鉑三組元催化劑的制備及其催化性能的研究[D];北京化工大學(xué);2015年

9 李鑫;柴油機(jī)SCR催化劑結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化研究[D];大連海事大學(xué);2014年

10 劉豐國;多孔地聚物催化劑的制備及其催化脫水氧化性能的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號：1556355