隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,能源問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的重大課題。燃料電池和超級(jí)電容器作為“產(chǎn)能”和“貯能”的新型工具,因其環(huán)保且適用性廣而備受材料和化學(xué)工作者的關(guān)注。材料性能的優(yōu)劣制約燃料電池和超級(jí)電容器的實(shí)用化和商品化,碳基高性能材料因其經(jīng)濟(jì)環(huán)保適用性廣等原因,是作為燃料電池陰極氧還原催化劑和超級(jí)電容器電極材料的優(yōu)良選擇。但是,碳基材料由于其表面形成離域的大π鍵,結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等原因,催化性能有待提高。本論文研究將過(guò)渡金屬（Fe、Co、Ni）和氮均勻共摻雜到碳材料中。采用熱重分析（TG）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、X-射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）等手段對(duì)所制備的材料進(jìn)行幾何及電子結(jié)構(gòu)的表征。采用CHI660E電化學(xué)工作站和RDE型旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極等手段,測(cè)試材料在陰極氧還原（ORR）反應(yīng)及超級(jí)電容器儲(chǔ)能性能。具體工作如下:（1）過(guò)渡金屬-氮共摻雜碳材料（MNC）的制備。以過(guò)渡金屬硝酸鹽和三聚氰胺單體的混合物為原料,采用球磨、超聲震蕩等方式將過(guò)渡金屬硝酸鹽和三聚氰胺單體均勻混合,再在氮?dú)庵懈邷責(zé)崽幚?制備出過(guò)渡金屬和氮共摻雜的碳材料（MN... 

【文章來(lái)源】：昌吉學(xué)院新疆維吾爾自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 摻雜碳材料及其應(yīng)用
        1.2.1 燃料電池及氧還原反應(yīng)
        1.2.2 超級(jí)電容器
    1.3 氧還原催化劑的種類
        1.3.1 鉑基氧還原催化劑
        1.3.2 非貴金屬氧還原催化劑
    1.4 超級(jí)電容器電極材料的種類
        1.4.1 碳基電極材料
        1.4.2 金屬氧化物類電極材料
        1.4.3 導(dǎo)電聚合物電極材料
        1.4.4 氮摻雜碳電極材料
    1.5 本論文的選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
第二章 過(guò)渡金屬-氮共摻雜納米管型碳材料的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 催化劑的制備
        2.3.1 前驅(qū)體MNC的制備
        2.3.2 M–N/C催化劑制備
    2.4 催化劑的表征
        2.4.1 熱重分析
        2.4.2 掃描電子顯微鏡分析
        2.4.3 X射線衍射分析
        2.4.4 X射線光電子能譜分析
    2.5 催化劑氧還原性能測(cè)試
        2.5.1 漿料的制作和工作電極的涂覆
        2.5.2 線性掃描伏安法
        2.5.3 穩(wěn)定性和抗甲醇能力測(cè)試
    2.6 多元過(guò)渡金屬-氮共摻雜材料
        2.6.1 多元過(guò)渡金屬-氮共摻雜材料制備
        2.6.2 多元過(guò)渡金屬-氮共摻雜材料氧還原性能測(cè)試
    2.7 催化劑性能原理分析
    2.8 本章小結(jié)
第三章 過(guò)渡金屬-氮共摻雜碳材料MNCC的制備及研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    3.3 MNCC材料及集流體的制備
        3.3.1 化學(xué)活化法制備MNCC
        3.3.2 集流體電極的制備
    3.4 MNCC電化學(xué)性能測(cè)試
        3.4.1 循環(huán)伏安特性測(cè)試
        3.4.2 恒流充放電測(cè)試
        3.4.3 交流阻抗測(cè)試
        3.4.4 循環(huán)壽命測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
    4.3 不足和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科研及實(shí)踐成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3196154