高鐵酸鹽是一種綠色環(huán)保的氧化劑,有著良好的應用前景。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法耗能高、污染重,其生產(chǎn)困難限制了高鐵酸鹽的應用,因此需要尋找一種清潔、節(jié)能的制備工藝。在眾多方法中,相比于其他方法,電解制備高鐵酸鹽是一種環(huán)境友好的生產(chǎn)方法。本文采用自制氣體擴散電極在NaOH溶液中電解制備高鐵酸鈉。以雙氰胺為氮源,Fe鹽為鐵源,導電炭黑BP2000為載體,以高溫熱解的方法制備了 Fe-N-C催化劑。考察了熱解溫度、Fe添加量等因素對催化劑結構和氧還原（ORR）性能的影響。采用循環(huán)伏安,線性掃描伏安等方法測試催化劑氧還原活性。結果表明:當熱解溫度為750℃,Fe摻雜量為10%時,催化劑在堿性條件下的ORR性能達到最優(yōu),其半波電位為0.88V vs RHE,高于商業(yè)鉑碳催化劑,具有高ORR活性。以所制備的Fe-N-C催化劑與石墨化碳黑（GCB）、泡沫鎳、異丙醇、曲拉通和聚四氟乙烯（PTFE）混合壓制后制備氣體擴散電極。該電極由泡沫鎳作為基底,將GCB、曲拉通和PTFE混合后涂覆在泡沫鎳上,經(jīng)冷壓后形成電極擴散層,再將所制備的Fe-N-C催化劑和PTFE混合后涂覆在擴散層上形成電極催化層。經(jīng)冷壓,熱處理后對電... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１催化劑前驅體ＸＲＤ譜圖??

?北京化工大學碩士學位論文???Ｃ２Ｈ４Ｎ４—ＮＨ３Ｔ＋Ｃ３Ｈ６Ｎ６＋２Ｈ２ＮＣＮ?（２－１）??在４７８．ＰＣ開始，前驅體出現(xiàn)明顯的失重，即ｇ－Ｃ３Ｎ４開始發(fā)生分解，從圖２－??２可以知道，在６３８．３°Ｃ時候，前驅體分解劇烈，當在６９６．５°Ｃ時候，前驅體熱重??曲線失重速率變小，ＤＴＡ也為顯示有吸放熱峰，說明此時類ｇ－Ｃ３Ｎ４結構分解反??應基本完成。此后樣品質量穩(wěn)定，說明在６７０．７７°Ｃ時候開始熱解完成，產(chǎn)生和暴??露催化劑的活性中心。因此可以設置熱解溫度從７００°Ｃ開始，制備催化劑。??ｄ?ａ：??２〇?■?＼Ｌ??〇１?—乂?■?？?｜?｜?｜?■?Ｉ?．量？?■?？?１〇．〇??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００?１０００??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／°Ｃ??圖２－２前驅體ＴＧ－ＤＴＡ譜圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＴＧ?ａｎｄ?ＤＴＡ?ｓｐｅｃｔｒｕｍｓ??２．４．３熱解溫度對催化劑結構的影響??１．６．１．丨不同溫度制備的催化劑的形貌??圖２－３是熱解后的催化劑ＳＥＭ圖。從圖２－３中可以看到熱解后的催化劑形??貌為均勻球形，和載體ＢＰ２０００的形貌類似，隨溫度升高，碳球團聚逐漸加劇，??同時，隨著溫度升高，碳球之間逐漸出現(xiàn)氣孔。溫度越高使得聚合物分解越完全，??１６??

圖２－３不同溫度制備的催化劑的ＳＥＭ圖，其中（ａ）溫度為７００?°Ｃ；?（ｂ）溫度為７５０?°Ｃ；?（ｃ）溫度為??８００°Ｃ；?（ｄ）溫度為?８５０°Ｃ??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，?（ａ）?７００?°Ｃ；?（ｂ）?７５０?°Ｃ；?（ｃ）８００?°Ｃ；?（ｄ）??８５０?°Ｃ??

【參考文獻】：
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本文編號：3041132