發(fā)布時(shí)間：2021-01-31 08:33

　　質(zhì)子交換膜燃料電池作為一種新型能源,能夠繞開卡諾循環(huán),高效率的利用能量,且過程清潔、環(huán)境友好。但催化劑的高成本問題卻限制著質(zhì)子交換膜燃料電池的推廣和生產(chǎn)。催化劑成本高的主要原因在于鉑基催化劑的使用,作為一種貴金屬,鉑在催化性能上確實(shí)擁有其優(yōu)勢,然而其高成本、易中毒的性質(zhì)卻成了質(zhì)子交換膜燃料電池商業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵阻礙。因此從根本上開發(fā)能夠完全替代鉑的低成本、高性能非貴金屬催化劑就成了重中之重。本文選用價(jià)格低廉、易于制備與結(jié)構(gòu)調(diào)整的離子液體、聚合離子液體及雙氰胺為雜原子摻雜源,制備出高催化性能的非貴金屬摻雜碳催化劑。主要工作如下:1.以離子液體（[Emim]Br、[Emim]BF4、[Emim]PF6）為雜原子摻雜源,FeCl3提供中心配位原子,通過溶液共混和高溫?zé)峤鈨刹椒ㄖ苽淞?Fe-N（IL）/C催化劑,并研究制備過程中關(guān)鍵因素對催化劑活性位點(diǎn)形成的影響。研究表明:雜原子摻雜源的選擇、熱分解的溫度及FeCl3的含量均會影響催化劑的活性,其中當(dāng)離子液體選用[Emim]Br、熱分解溫度選取750℃、離子液體與FeCl3的摩爾比為nIL:nFe=1:2時(shí)催化劑的性能達(dá)到最佳,催化劑中可形成較多... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１質(zhì)子交換膜燃料電池構(gòu)造??Ｆｉｇ?１－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｗｏｒｋ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＰＥＭＦＣ??

常見的離子液體有機(jī)部分是陽離子，而陽離子的不同使得它可劃分為以下幾??類：??季銨鹽類、季鱗鹽類、咪唑鐺鹽類、吡啶鑰鹽類等，如圖１－２所示。??陽離子??Ｒ??１，３？二烷基－瞇唑?Ｎ－烷基－吡啶?四烷碁季銨鹽四烷基季磷鹽??疏水??？？親水??［ＰＦ６］－?肌】－?［ＮＯ＾ｒ?Ｃｌ－?Ｂｒ－?ｒ??陰離子??［（ＣＦ３ｓｏ２）２ＮＴ?［ＣＦｊＳ〇３］－?［ｃｆ３ｃｏ２］－??［ＢＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４］－?［ＣＨ３Ｃ０２］??圖１－２離子液體中常見的陽離子和陰離子??Ｆｉｇ?１－２?Ｃｏｍｍｏｎ?ｃａｔｉｏｎｓ?ａｎｄ?ａｎｉｏｎｓ?ｉｎ?ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄｓ??常見陰離子則包括鹵離子、無機(jī)酸根陰離子、ＢＦ４＼卩？６＿等，而通過不同的??陰陽離子組合可以得到各種性質(zhì)不同的離子液體。??離子液體最初的報(bào)道是１９１４年熔點(diǎn)為１２°Ｃ的硝酸乙基胺離子液體，由于性??質(zhì)不穩(wěn)定，無法開發(fā)用途１６Ｕ。１９４８年，Ｈｕｒｌｅｙ等［６２］將Ｎ－烷基吡啶與ＡｌＣｂ結(jié)??合首次制備了氯化鋁型離子液體中，這種類型的離子液體后來被廣泛應(yīng)用于電鍍??領(lǐng)域。１９９２年，Ｗｉｋｅｓ等［６３］首次合成了咪唑鐡離子液體，隨后，這類離子液體??就被廣泛應(yīng)用于催化劑制備和反應(yīng)介質(zhì)領(lǐng)域。??１．５．２離子液體在燃料電池催化劑上的應(yīng)用??離子液體能夠廣泛應(yīng)用于催化劑制備領(lǐng)域，不僅是它含有雜原子，更重要的??是它可以通過改變陰陽離子組成來改變雜原子摻雜源的成分

?１０００??Ｗｊｉ?ｖ?ｅｉｉ?ｕ?ｍ?ｂｅｒ／ｃｍ??圖３－２?［ＥＭＩＭ］ＢＦ４的紅外譜圖??Ｆｉｇ．３－２?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?［ＥＭＩＭ］ＢＦ４??１９??


本文編號：3010538