直接甲醇燃料電池具有能量密度高、操作溫度低和啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn),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(yán)重制約了其商業(yè)化發(fā)展。因此,開發(fā)經(jīng)濟(jì)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(fù)合納米電極的制備及其對甲醇電催化氧化的電化學(xué)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(fù)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(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征,結(jié)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(fù)合材料涂覆于玻碳電極表面,采用循環(huán)伏安法、計(jì)時(shí)電流法、計(jì)時(shí)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(jìn)行對比。電化學(xué)表征結(jié)果表明:甲醇在酸性溶液中的陽極氧化過程屬于擴(kuò)散控制過程,鉑/石墨烯復(fù)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(shí)濃度為0.5 mol·L-1 CH3OH在0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中的擴(kuò)散系... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)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(yīng)機(jī)理
        1.2.3 直接甲醇燃料電池的優(yōu)點(diǎn)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(xué)測定方法
        1.3.1 循環(huán)伏安法
        1.3.2 計(jì)時(shí)電流法
        1.3.3 計(jì)時(shí)電量法
        1.3.4 電化學(xué)阻抗譜
    1.4 本論文的研究目的及內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
        2.1.1 儀器
        2.1.2 試劑
    2.2 鉑/石墨烯納米復(fù)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(fù)合物的制備
        2.2.3 鉑/石墨烯納米復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和形貌表征
    2.4 鉑/石墨烯納米復(fù)合物的電化學(xué)測定
        2.4.1 鉑/石墨烯納米復(fù)合電極的制備
        2.4.2 鉑/石墨烯納米復(fù)合電極的電化學(xué)測定
第3章 結(jié)果與討論
    3.1 鉑/石墨烯納米復(fù)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(fù)合物的電化學(xué)測定
        3.2.1 電化學(xué)活性表面積測定
        3.2.2 循環(huán)伏安測定
        3.2.3 計(jì)時(shí)電流測定
        3.2.4 計(jì)時(shí)電量法測定擴(kuò)散系數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)
        3.2.5 交流阻抗測定
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]計(jì)時(shí)電量法測定4,5-二氮芴-9-酮的擴(kuò)散系數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)[J]. 呂桂琴,馬淑賢.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[2]石墨烯負(fù)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(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[3]石墨烯的制備、功能化及在化學(xué)中的應(yīng)用[J]. 胡耀娟,金娟,張卉,吳萍,蔡稱心.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[4]直接甲醇燃料電池陽極催化劑研究進(jìn)展[J]. 羅遠(yuǎn)來,梁振興,廖世軍.  催化學(xué)報(bào). 2010(02)



本文編號：2957343