發(fā)布時(shí)間：2018-04-18 18:24

  本文選題：燃料電池 + 石墨烯基催化劑��； 參考：《南昌大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：氧還原(ORR)催化劑是燃料電池的關(guān)鍵組成部分。鉑及其合金是已知最活躍的氧還原催化劑。然而,成本高,儲(chǔ)量少和穩(wěn)定性差嚴(yán)重地阻礙了它的商業(yè)化發(fā)展。因此,開(kāi)發(fā)具有高催化活性,低成本和穩(wěn)定性強(qiáng)的非鉑催化劑來(lái)替代鉑催化劑是目前研究的熱點(diǎn)。本論文制備了幾種新型的石墨烯基燃料電池陰極催化劑,并對(duì)它的氧還原催化性能和穩(wěn)定性進(jìn)行了細(xì)致的研究。內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面:1、采用液液界面聚合的方法合成鐵鹽/聚苯胺/氧化石墨烯(Fe Cl3/PANI/GO)前驅(qū)體,然后在高溫下煅燒,鐵原子和聚苯胺中的氮原子能夠均勻的摻雜到石墨烯結(jié)構(gòu)中,增加氧還原反應(yīng)活性位點(diǎn)的密度。最終制備了鐵、氮共摻雜石墨烯(Fe-N-RGO)材料。通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明Fe-N-RGO材料在堿性條件下對(duì)氧還原反應(yīng)具有較高的催化活性,同時(shí),該催化劑也表現(xiàn)出很好的催化穩(wěn)定性和抗甲醇毒化能力。2、利用水熱法制備了一種新型的氮摻雜石墨烯負(fù)載Co Fe2O4納米粒子(CoFe2O4/NGs)復(fù)合材料用于催化氧還原反應(yīng)。在合成過(guò)程中Co Fe2O4納米粒子直接成核,均勻地生長(zhǎng)和錨定在石墨烯上,同時(shí)在石墨烯框架結(jié)構(gòu)中摻入氮元素,從而實(shí)現(xiàn)了Co Fe2O4納米粒子在氮摻雜石墨烯(NGs)上的均勻負(fù)載。由于Co Fe2O4 NPs和NGs之間產(chǎn)生強(qiáng)耦合和協(xié)同作用,Co Fe2O4/NGs納米復(fù)合材料對(duì)ORR表現(xiàn)出優(yōu)良的催化活性和穩(wěn)定性。
[Abstract]:Oxygen reduction catalyst (ORR) is a key component of fuel cell.Platinum and its alloys are the most active oxygen reduction catalysts known.However, high cost, low reserves and poor stability seriously hinder its commercialization.Therefore, the development of non-platinum catalysts with high catalytic activity, low cost and strong stability to replace platinum catalysts is a hot topic.In this paper, several novel graphene based fuel cell cathodic catalysts have been prepared, and their catalytic properties and stability of oxygen reduction have been studied in detail.The content includes the following two aspects: 1. Iron salt / Polyaniline / graphene oxide Fe Cl 3 / PANI / GOO precursor was synthesized by liquid-liquid interfacial polymerization, and then calcined at high temperature.Iron atoms and nitrogen atoms in Polyaniline can be uniformly doped into graphene structure to increase the density of active sites in oxygen reduction reaction.Finally, iron and nitrogen co-doped graphene Fe-N-RGOs were prepared.The electrochemical experiments show that Fe-N-RGO has high catalytic activity for oxygen reduction under alkaline conditions, and at the same time,The catalyst also showed good catalytic stability and methanol toxicity resistance. A novel nitrogen-doped graphene supported Co Fe2O4 nano-particle / cofe _ 2O _ 4 / NGs composite was prepared by hydrothermal method for catalytic oxygen reduction.In the process of synthesis, Co Fe2O4 nanoparticles were nucleated directly, grown uniformly and anchored on graphene, and nitrogen elements were added into the framework of graphene. Thus, the homogeneous loading of Co Fe2O4 nanoparticles on nitrogen-doped graphene was realized.Due to the strong coupling and synergistic effect between Co Fe2O4 NPs and NGs, Co Fe2O4/NGs nanocomposites exhibit excellent catalytic activity and stability to ORR.
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36;TM911.4

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1769524