碳材料因其性質(zhì)穩(wěn)定、來源廣泛、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),在能源、光電、仿生等領(lǐng)域具有良好的前景。在納米尺度上控制合成出特定形貌、結(jié)構(gòu)及組成的碳基材料,對于其性能的改善及特效的衍生具有重要意義。摻雜型碳基材料由于其優(yōu)異的理化性質(zhì),在燃料電池電極催化劑的應(yīng)用方面顯得尤為出色。本文通過縮合聚合或金屬配位的方法,構(gòu)筑了雜元素?fù)诫s的聚合物交聯(lián)自組裝體,再經(jīng)過高溫?zé)峤庵苽淞瞬煌N類的摻雜型碳材料。實(shí)現(xiàn)了對摻雜型碳材料的結(jié)構(gòu)、形貌、雜原子組成和含量的調(diào)控,以其為載體負(fù)載貴金屬納米粒子,分別研究了其在作為電催化劑或催化劑載體時所擁有的電化學(xué)性能。首先我們合成出了端基為鄰苯二酚官能團(tuán)的三臂單體TBC,依靠鄰苯二酚基團(tuán)與三價(jià)鐵離子之間的配位作用制備出聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),高溫煅燒時借助鐵元素催化石墨化的作用得到了有序結(jié)構(gòu)的鐵負(fù)載、氮摻雜碳納米材料（Fe/N/C）。Fe/N/C材料作為非貴金屬催化劑具有豐富的孔結(jié)構(gòu)、大比表面積以及氮、鐵元素的摻雜,因而表現(xiàn)出良好的氧還原反應(yīng)（ORR）催化性能、抗甲醇性及電化學(xué)穩(wěn)定性。探究了不同鐵源對于Fe/N/C材料結(jié)構(gòu)、性能方面的影響,結(jié)果顯示利用硫酸鐵與氯化鐵處理后得到的Fe/N/C材... 

【文章來源】：廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 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（ＰＥＭＦＣｓ）的原理圖［７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｐｒｏｔｏｎ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌｓ?（ＰＥＭＦＣｓ）?［７】??

微孔層（ＭＰＬ））、氣流通道（ＧＦＣｓ）和雙極板（ＢＰ）組成。在電池運(yùn)行過程中，??電池系統(tǒng)中發(fā)生的現(xiàn)象十分復(fù)雜，主要有熱轉(zhuǎn)移、物質(zhì)與電荷轉(zhuǎn)移、多相流動以??及電化學(xué)反應(yīng)｜１３］，機(jī)理如圖１－３所示Ｍ，過程如下：??（１）

Ｖａｌｕｅｓ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?Ｎｇｈ?ｖｏｌｕｍｅ?ｃｏｓｔ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ?（５００．０００?ｙｎｉｔｓ／ｙｅｃｒ）?ｔ叫ｅｉ?￥４?ｓｏ／ｋｗ?Ｔａｒｇｅ！?￥２??圖１－２燃料電池成本的變化趨勢圖［１２］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｒｅｎｄ?ｏｆ?ｃｈａｎｇｅ?ａｂｏｕｔ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ?ｃｏｓｔ｜ｌ２］??經(jīng)過不斷的優(yōu)化，當(dāng)今的ＰＥＭＦＣｓ—般是由電極－膜－電極復(fù)合裝置（ＭＥＡ）??（包括催化層（ＣＬ）和電解質(zhì)膜）、擴(kuò)散層（ＤＭ）（包括氣體擴(kuò)散層（ＧＤＬ）和??微孔層（ＭＰＬ））、氣流通道（ＧＦＣｓ）和雙極板（ＢＰ）組成。在電池運(yùn)行過程中，??電池系統(tǒng)中發(fā)生的現(xiàn)象十分復(fù)雜，主要有熱轉(zhuǎn)移、物質(zhì)與電荷轉(zhuǎn)移、多相流動以??及電化學(xué)反應(yīng)｜１３］，機(jī)理如圖１－３所示Ｍ，過程如下：??（１）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低碳世界中的中國:地位、挑戰(zhàn)與戰(zhàn)略[J]. 張坤民.  中國人口.資源與環(huán)境. 2008(03)

博士論文
[1]納米結(jié)構(gòu)晶態(tài)碳基材料可控制備及電化學(xué)儲能特性研究[D]. 孫立.黑龍江大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于氮摻雜碳材料的氧還原電催化劑研究[D]. 于亞明.湖南大學(xué) 2012



本文編號：3428500