發(fā)布時(shí)間：2021-05-17 08:40

　　面對日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境問題,人們對發(fā)展高效、清潔、可持續(xù)的能源轉(zhuǎn)換和儲存裝置的需求不斷提高。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）和鋅空氣電池（Zn-air）由于其安全無污染,且能量密度高等諸多優(yōu)點(diǎn)近幾年來被廣泛關(guān)注。然而,不管是PEMFCs還是Zn-air電池,其陰極氧還原反應(yīng)（ORR）緩慢的電化學(xué)過程嚴(yán)重阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展。目前,市場上被廣泛使用的催化劑為鉑基催化劑,但由于其高昂的成本和易被反應(yīng)中間物占據(jù)活性位點(diǎn)而失活的特性影響了其規(guī)模應(yīng)用。本論文在總結(jié)近年ORR電催化劑研究成果的基礎(chǔ)上,制備了一系列過渡金屬型催化劑,并對其微觀結(jié)構(gòu)和ORR性能做了探索性研究,總結(jié)如下:1.高催化活性Co-N-C型催化劑的制備及其在電催化氧還原中的應(yīng)用本工作首次報(bào)道了利用對苯二胺和硝酸鈷合成的金屬有機(jī)配合物,并由此通過高溫碳化處理制備了一種金屬鈷納米顆粒負(fù)載在高石墨化程度的多孔碳上。并探討了制備溫度對材料催化活性的影響。由于該配合物本身所具有的特點(diǎn),碳化過程中同時(shí)可以摻雜一定量的氮。利用酸洗除去大尺寸的金屬鈷顆粒,材料的催化性能得到了很大的提高。并探討了酸洗過程對材料催化性能的影響,確定了催化活性... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)簡介
        1.1.2 鋅-空氣電池(Zn-air)簡介
    1.2 ORR催化劑的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀
        1.2.1 貴金屬型催化劑
        1.2.2 過渡金屬型催化劑
        1.2.3 非金屬ORR催化劑
    1.3 本論文的研究背景、意義及內(nèi)容
        1.3.1 研究背景和研究思路
        1.3.2 研究意義
        1.3.3 具體研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及性能測試方法
    2.1 主要試劑與儀器
        2.1.1 試劑
        2.1.2 儀器
    2.2 材料表征儀器
        2.2.1 X-射線粉末衍射儀(Powder X-ray Diffraction)
        2.2.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 X-射線光電子能譜(XPS)
        2.2.5 拉曼光譜(Raman)
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 玻碳電極的預(yù)處理和制備
        2.3.2 循環(huán)伏安法(Cyclic Voltammetry)
        2.3.3 線性掃描伏安法(Linear Sweep Voltammetry)
第3章 高催化活性Co-N-C型催化劑的制備及其在電催化氧還原中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料合成
        3.2.2 性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 小結(jié)
第4章 Fe,N共摻雜碳材料的合成及其氧還原性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料合成
        4.2.2 性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 小結(jié)
第5章 不同摻雜方式對碳負(fù)載型Mn基催化劑氧還原性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 材料合成
        5.2.2 性能表征
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溶劑熱法制備磷摻雜碳納米管作為氧氣還原和氧氣析出反應(yīng)雙功能電催化劑的研究[J]. 楊振榮,鄭祥俊,王章俊,劉坤,付月,卞偉勇,田景華,金超,楊瑞枝.  中國科學(xué):化學(xué). 2014(08)



本文編號：3191464