直接甲醇燃料電池具有能量密度高、操作溫度低和啟動快等優(yōu)點,作為能量轉(zhuǎn)換裝置近年來倍受研究者的青睞。然而直接甲醇燃料電池陽極的鉑催化劑成本高、活性低和穩(wěn)定性差等問題嚴重制約了其商業(yè)化發(fā)展。因此,開發(fā)經(jīng)濟高效的鉑催化劑成為直接甲醇燃料電池的重要研究課題。本論文主要研究鉑/石墨烯復合納米電極的制備及其對甲醇電催化氧化的電化學性能,內(nèi)容包括:1.采用無毒的抗壞血酸為還原劑,通過超聲法一步制備得到鉑/石墨烯復合納米材料,通過測定其溶液紫外可見吸收光譜、X-射線粉末衍射和掃描電子顯微鏡對結構和形貌進行表征,結果表明鉑納米顆粒均勻分散于石墨烯表面。2.將鉑/石墨烯納米復合材料涂覆于玻碳電極表面,采用循環(huán)伏安法、計時電流法、計時電量法和交流阻抗法測定修飾電極對甲醇在酸性溶液中的電催化氧化性能,并與純鉑納米修飾電極進行對比。電化學表征結果表明:甲醇在酸性溶液中的陽極氧化過程屬于擴散控制過程,鉑/石墨烯復合納米電極對甲醇的電催化氧化具有更高的催化活性、長期穩(wěn)定性以及更優(yōu)異的電荷傳輸性能;控制階躍電位,測得298 K時濃度為0.5 mol·L-1 CH3OH在0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中的擴散系... 

【文章來源】：北京理工大學北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 直接甲醇燃料電池
        1.2.1 直接甲醇燃料電池的工作原理
        1.2.2 直接甲醇燃料電池的陽極反應機理
        1.2.3 直接甲醇燃料電池的優(yōu)點及目前存在的挑戰(zhàn)
        1.2.4 直接甲醇燃料電池鉑催化劑簡介
        1.2.5 直接甲醇燃料電池鉑催化劑的載體
    1.3 電化學測定方法
        1.3.1 循環(huán)伏安法
        1.3.2 計時電流法
        1.3.3 計時電量法
        1.3.4 電化學阻抗譜
    1.4 本論文的研究目的及內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗儀器和試劑
        2.1.1 儀器
        2.1.2 試劑
    2.2 鉑/石墨烯納米復合物的制備及表征
        2.2.1 氧化石墨烯的制備
        2.2.2 鉑/石墨烯納米復合物的制備
        2.2.3 鉑/石墨烯納米復合物的結構和形貌表征
    2.4 鉑/石墨烯納米復合物的電化學測定
        2.4.1 鉑/石墨烯納米復合電極的制備
        2.4.2 鉑/石墨烯納米復合電極的電化學測定
第3章 結果與討論
    3.1 鉑/石墨烯納米復合物的表征
        3.1.1 紫外可見光譜表征
        3.1.2 掃描電子顯微鏡表征
        3.1.3 X-射線粉末衍射表征
    3.2 鉑/石墨烯納米復合物的電化學測定
        3.2.1 電化學活性表面積測定
        3.2.2 循環(huán)伏安測定
        3.2.3 計時電流測定
        3.2.4 計時電量法測定擴散系數(shù)和反應速率常數(shù)
        3.2.5 交流阻抗測定
結論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]計時電量法測定4,5-二氮芴-9-酮的擴散系數(shù)和反應速率常數(shù)[J]. 呂桂琴,馬淑賢.  北京理工大學學報. 2014(06)
[2]石墨烯負載Pt催化劑的制備及催化氧還原性能[J]. 李云霞,魏子棟,趙巧玲,丁煒,張騫,陳四國.  物理化學學報. 2011(04)
[3]石墨烯的制備、功能化及在化學中的應用[J]. 胡耀娟,金娟,張卉,吳萍,蔡稱心.  物理化學學報. 2010(08)
[4]直接甲醇燃料電池陽極催化劑研究進展[J]. 羅遠來,梁振興,廖世軍.  催化學報. 2010(02)



本文編號：2957343