發(fā)布時間：2023-02-25 20:18

　　最近,碳材料因其優(yōu)異的電、熱和機械性能已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。碳材料包括炭黑、富勒烯(C₆₀)、碳納米管(CNTs)、石墨烯等,已經(jīng)充分展示了其各自的優(yōu)勢,并且進一步研究了復(fù)合材料之間的協(xié)同作用和催化表現(xiàn)。在本論文中,通過富勒烯和石墨烯之間不同的作用力合成了兩種納米復(fù)合材料,并將其作為載體負(fù)載鈀(Pd)納米顆粒,制備了Pd/(rGO/C₆₀-pyrro)和Pd/(rGO/C₆₀-NH₂)催化劑應(yīng)用在直接甲醇燃料電池中(DMFC)。(Ⅰ)通過Prato反應(yīng)制備了富勒烯多取代吡咯烷衍生物(C₆₀-pyrro)。由于氧化石墨烯(GO)和C₆₀-pyrro之間強烈的氫鍵/靜電作用形成了GO/C₆₀-pyrro自組裝復(fù)合材料。C₆₀-pyrro單元材料的加入,賦予了載體大量的褶皺和波紋。通過調(diào)控GO和C₆₀-pyrro之間的比例,發(fā)現(xiàn)GO/C₆₀-pyrro(4:1)擁有最理想的穩(wěn)...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 富勒烯的概述
        1.1.1 富勒烯的結(jié)構(gòu)
        1.1.2 富勒烯的物理性質(zhì)
        1.1.3 富勒烯的化學(xué)性質(zhì)
        1.1.4 富勒烯在電催化中的研究現(xiàn)狀
    1.2 石墨烯的概述
        1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 石墨烯的性質(zhì)
        1.2.3 石墨烯的制備方法
        1.2.4 石墨烯在電催化中的研究現(xiàn)狀[58]
    1.3 電催化
        1.3.1 燃料電池
    1.4 復(fù)合材料在電催化中的應(yīng)用
        1.4.1 復(fù)合材料在燃料電池中的應(yīng)用
    1.5 本論文的研究意義與設(shè)計思路
        1.5.1 論文研究意義
        1.5.2 論文設(shè)計思路
第二章 實驗部分
    2.0 實驗試劑及儀器
    2.1 電化學(xué)測量技術(shù)
        2.1.1 三電極體系
        2.1.2 循環(huán)伏安法(CV)
        2.1.3 計時電流法(IT)
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 氧化石墨烯的制備
        2.2.2 Pd/(rGO/C₆₀-pyrro)催化劑的制備
            2.2.2.1 多取代吡咯烷C₆₀衍生物(C₆₀-pyrro)的合成
            2.2.2.2 GO與C₆₀-pyrro 的自組裝
            2.2.2.3 Pd/(rGO/C₆₀-pyrro)的制備
        2.2.3 Pd/(rGO/C₆₀-NH₂)催化劑的制備
    2.3 催化劑的物理表征
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.3 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)
        2.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.5 透射電子顯微鏡(TEM)
    2.4 催化劑的電催化性能測試
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 電化學(xué)活性表面積的測試
        2.4.3 催化氧化甲醇的活性測試
        2.4.4 催化氧化甲醇的穩(wěn)定性測試
第三章 以氫鍵/靜電作用制備的復(fù)合載體的表征及電催化性能研究
    3.1 Pd/(rGO/C₆₀pyrro)催化劑的制備與表征
        3.1.1 GO/C₆₀pyrro復(fù)合材料的制備
        3.1.2 Pd/(rGO/C₆₀pyrro)催化劑的物理表征
    3.2 Pd/(rGO/C₆₀pyrro)催化劑的電化學(xué)性能
        3.2.1 電化學(xué)活性表面積
        3.2.2 催化氧化甲醇的活性
        3.2.3 催化氧化甲醇的穩(wěn)定性
    3.3 本章小結(jié)
第四章 以化學(xué)鍵制備的復(fù)合載體的表征及電催化性能研究
    4.1 Pd/(rGO/C₆₀-NH₂)催化劑的制備與表征
        4.1.1 GO/C₆₀-NH₂復(fù)合材料的制備
        4.1.2 Pd/(rGO/C₆₀-NH₂)催化劑的物理表征
    4.2 Pd/(rGO/C₆₀-NH₂)催化劑的電化學(xué)性能
        4.2.1 電化學(xué)活性表面積
        4.2.2 催化氧化甲醇的活性
        4.2.3 催化氧化甲醇的穩(wěn)定性
    4.3 復(fù)合材料間非共價鍵與共價鍵作用的探討
        4.3.1 不同作用力對電催化活性活性表面積的影響
        4.3.2 不同作用力對催化氧化甲醇活性的影響
        4.3.3 不同作用力對催化氧化甲醇穩(wěn)定性的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間成果
致謝



本文編號：3749127