由于嚴(yán)重的能源危機(jī)以及化石燃料過度消耗所引起的環(huán)境污染,尋求綠色清潔的新能源,以及開發(fā)高效環(huán)保的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)成為了社會可持續(xù)發(fā)展必須解決的重要課題。金屬-空氣電池和燃料電池是解決當(dāng)前能源緊缺和環(huán)境污染問題的有效手段,其發(fā)展的關(guān)鍵在于開發(fā)高效的電極催化材料。目前在燃料電池實(shí)際應(yīng)用中,Pt基催化材料依然是使用最為廣泛的催化劑。然而,儲量少、高成本、低活性及較差的穩(wěn)定性等因素極大的限制了其大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。因此,開發(fā)低成本、高活性和高穩(wěn)定性的新型催化劑材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對上述Pt基催化劑存在的問題,本論文選取價格相對低廉的過渡金屬元素,通過優(yōu)化反應(yīng)條件,可控構(gòu)筑合成了系列Pt基合金納米催化材料,并以氧還原反應(yīng)（ORR）及甲醇電氧化反應(yīng)（MOR）為模型反應(yīng),系統(tǒng)地研究了所得Pt基納米材料的電催化性能。本論文研究內(nèi)容主要包括以下三個部分:（1）碳載零維PtCu納米晶的可控構(gòu)筑。碳載零維Pt納米顆粒是目前商業(yè)化應(yīng)用的主流催化劑,為提高其催化活性,本論文采用溶劑熱法,在未使用封端劑的前提下,在碳載體上原位合成了PtCu納米晶,并用于陰極氧還原和陽極甲醇電氧化反應(yīng)。由于PtCu納米晶的合金協(xié)同催... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池概述
        1.2.1 燃料電池發(fā)展歷程
        1.2.2 燃料電池的分類
        1.2.3 燃料電池基本原理
    1.3 Pt基催化劑催化性能影響因素及自支撐催化劑的發(fā)展
        1.3.1 Pt基催化劑應(yīng)用的挑戰(zhàn)
        1.3.2 Pt基催化劑催化性能影響因素
        1.3.3 自支撐Pt基催化劑的發(fā)展
    1.4 本文的選題依據(jù)、研究思路和主要內(nèi)容
        1.4.1 選題依據(jù)
        1.4.2 研究思路
        1.4.3 主要內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)原料及表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 測試儀器
    2.2 材料的理化性能表征
        2.2.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）
        2.2.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.2.3 環(huán)形暗場掃描透射電子顯微鏡（HAADF-STEM）
        2.2.4 X射線衍射分析（XRD）
        2.2.5 X射線光電子能譜（XPS）
        2.2.6 正電子湮沒壽命譜（PALS）
        2.2.7 高頻電感耦合等離子體-質(zhì)譜分析（ICP-MS）
    2.3 材料的電化學(xué)性能表征
        2.3.1 工作電極的制備
        2.3.2 電化學(xué)性能測試
第三章 高分散碳載PtCu納米晶的控制合成及其電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 催化劑的制備
        3.2.1 超導(dǎo)碳黑（KJ-600）的氧化處理
        3.2.2 碳載PtCu納米晶的合成
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        3.3.1 PtCu/C催化劑的相結(jié)構(gòu)分析
3Cu₃/C催化劑的形貌表征">        3.3.2 Pt₃Cu₃/C催化劑的形貌表征
3Cu₃/C催化劑的表面元素組成和價態(tài)分析">        3.3.3 Pt₃Cu₃/C催化劑的表面元素組成和價態(tài)分析
        3.3.4 PtCu/C催化劑對氧還原反應(yīng)催化性能的研究
        3.3.5 PtCu/C催化劑對甲醇電氧化反應(yīng)催化性能的研究
3Cu₃/CNTs和 Pt₃Cu₃/rGO的表征及催化性能測試">    3.4 Pt₃Cu₃/CNTs和 Pt₃Cu₃/rGO的表征及催化性能測試
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 超細(xì)PtNi納米線的控制合成及氧還原催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 催化劑的制備
        4.2.1 超導(dǎo)碳黑（KJ-600）的氧化處理
        4.2.2 PtNi納米線的合成
        4.2.3 PtNi納米線的負(fù)載
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        4.3.1 堿（KOH）的濃度對形貌的影響
        4.3.2 溶劑對形貌的影響
        4.3.3 封端劑對形貌的影響
        4.3.4 PtNi納米線的生長機(jī)理
        4.3.5 PtNi納米線催化劑的結(jié)構(gòu)研究
        4.3.6 PtNi納米線催化劑的表面組成及價態(tài)分析
        4.3.7 PtNi納米線催化劑對氧還原反應(yīng)催化性能的研究
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 自支撐PtCu納米線網(wǎng)絡(luò)的合成,表面調(diào)控及電催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 催化劑的制備
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        5.3.1 Pt-Cu NNWs催化劑的形成和表面刻蝕示意圖
        5.3.2 Pt-Cu NNWs催化劑的形貌及結(jié)構(gòu)表征
        5.3.3 Pt-Cu NNWs催化劑對氧還原反應(yīng)催化性能的研究
        5.3.4 Pt-Cu NNWs催化劑對甲醇電氧化反應(yīng)催化性能的研究
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
        6.1.1 高分散碳載PtCu納米晶的控制合成及電催化性能研究
        6.1.2 超細(xì)PtNi納米線的控制合成及氧還原性能研究
        6.1.3 自支撐PtCu納米線網(wǎng)絡(luò)的合成,表面調(diào)控及電催化性能研究
    6.2 展望
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]燃料電池的原理、技術(shù)狀態(tài)與展望[J]. 衣寶廉.  電池工業(yè). 2003(01)



本文編號：2997202