直接甲醇燃料電池作為一種新型綠色能源,由于其較高的能量密度、使用液態(tài)燃料、較低的運(yùn)營成本等優(yōu)點(diǎn)在移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備及便攜式裝備領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。然而,直接甲醇燃料電池最有效的催化劑——鉑基復(fù)合催化材料,由于其催化效率低還極易受甲醇電催化氧化過程中的中間產(chǎn)物一氧化碳毒化,極大地限制了直接甲醇燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用。為了解決鉑基催化材料在直接甲醇燃料電池中面臨的問題,研究人員將鉑與氧化鈰做成Pt/Ce O2基復(fù)合催化劑,以通過鉑與氧化鈰的協(xié)同作用來提高鉑基催化劑的催化性能。研究表明:氧化鈰暴露不同的晶型具有不同的一氧化碳氧化能力。然而,目前為止通過調(diào)整氧化鈰的晶型來優(yōu)化Pt/Ce O2基復(fù)合催化劑的整體催化性能相關(guān)的研究相對欠缺。同時(shí),通過調(diào)整氧化鈰的形貌來改善催化劑的整體性能也面臨諸多挑戰(zhàn)。本文試圖通過調(diào)控氧化鈰的晶型來提高催化劑的性能。另外,通過設(shè)計(jì)構(gòu)筑一種氧化鈰與石墨烯的三維立體結(jié)構(gòu)來提高活性位點(diǎn)鉑的暴露以提高催化劑的電化學(xué)性能。通過探索調(diào)整水熱過程的溫度、溶液氫氧化鈉濃度、水熱時(shí)間等因素成功地實(shí)現(xiàn)了對氧化鈰的調(diào)控合成,制備了三種具有不同形貌/晶型的氧化鈰。隨后,將三種不同形貌/晶型的... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 燃料電池簡介
        1.1.1 燃料電池基本原理
        1.1.2 燃料電池的特點(diǎn)
    1.2 直接甲醇燃料電池概述
        1.2.1 直接甲醇燃料電池的特點(diǎn)
        1.2.2 直接甲醇燃料電池工作原理
        1.2.3 直接甲醇燃料電池主要面臨的瓶頸
    1.3 直接甲醇燃料電池陽極催化過程
        1.3.1 直接甲醇燃料電池陽極催化劑中毒
        1.3.2 直接甲醇燃料電池陽極催化劑
    1.4 直接甲醇燃料電池鉑基陽極催化劑抗毒性研究現(xiàn)狀
        1.4.1 鉑基金屬合金陽極催化劑
        1.4.2 鉑與金屬氧化物復(fù)合催化劑
    1.5 直接甲醇燃料電池陽極催化劑載體
        1.5.1 炭黑
        1.5.2 新型碳材料
    1.6 本論文的選題意義和研究內(nèi)容
        1.6.1 課題意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥劑
        2.1.1 主要儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 材料表征
        2.2.1 X射線衍射（XRD）
        2.2.2 氫氣程序升溫還原（H2-TPR）
        2.2.3 掃描電鏡（SEM）
        2.2.4 透射電鏡（TEM）
        2.2.5 電子能譜分析（EDX）
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安法（CV）
        2.3.2 計(jì)時(shí)電流（CA）
    2.4 工作電極的制備步驟
第三章 調(diào)控二氧化鈰晶型提高催化劑性能
    3.1 石墨烯材料的制備
        3.1.1 氧化石墨烯的合成
        3.1.2 氧化石墨烯表征
    3.2 二氧化鈰不同形貌/晶型的調(diào)控合成
        3.2.1 制備方法
        3.2.2 三種不同形貌/晶型氧化鈰的物理化學(xué)性能表征
    3.3 Pt-xCeO_2/Graphene復(fù)合材料的制備
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 Pt-xCeO_2/G形貌與結(jié)構(gòu)分析
        3.4.2 Pt-xCeO_2/G復(fù)合材料組分分析
        3.4.3 Pt-xCeO_2/G復(fù)合材料電化學(xué)性能
    3.5 本章小結(jié)
第四章 原位法構(gòu)建三維鉑-氧化鈰/石墨烯復(fù)合材料
    4.1 復(fù)合材料的制備
        4.1.1 CeO_2/RGO復(fù)合材料的制備
        4.1.2 Pt-CeO_2/RGO復(fù)合材料的制備
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 材料形貌結(jié)構(gòu)與組分分析
        4.2.2 電化學(xué)特性分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
個(gè)人簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]直接甲醇燃料電池及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 謝裕智,馮小保,倪紅軍,黃明宇.  化工新型材料. 2014(06)
[2]Preparation of PtNi/C Electrocatalysts for Direct Methanol Fuel Cell via Pulse Microwave Assisted Polyol Method[J]. 王燕,左紹慶,朱懷工,孫曉英,齊向娟.  Transactions of Tianjin University. 2013(06)
[3]Pt/RuO2/CNTs納米催化劑中RuO2含量對甲醇電催化氧化性能的影響（英文）[J]. 周春梅,王紅娟,梁家華,彭峰,余皓,楊劍.  催化學(xué)報(bào). 2008(11)

碩士論文
[1]直接甲醇燃料電池鉑基陽極催化劑金屬氧化物修飾的性能研究[D]. 鄭家道.華南理工大學(xué) 2013



本文編號：3286165