隨著化石能源的消耗殆盡和環(huán)境污染問題加重,直接甲醇燃料電池(DMFC)由于具有較小體積、理論能量比高、環(huán)境友好、燃料來源豐富等優(yōu)點成為當(dāng)前非常有吸引力的移動能源轉(zhuǎn)化裝置之一。但由于其催化劑成本高、容易CO中毒、活性及穩(wěn)定性達(dá)不到理想要求等技術(shù)問題限制了直接甲醇燃料電池的商業(yè)化。因此,提高貴金屬的利用率以降低催化劑成本,提高催化劑的活性以及穩(wěn)定性是成加快DMFC商業(yè)化的重要途徑。基于以上目標(biāo),本文圍繞提高DMFC陽極電催化劑的活性、穩(wěn)定性以及降低其成本等方面開展了基礎(chǔ)研究工作。主要研究工作如下:(1)通過簡單的一步水熱法,將鎳鉬雙金屬氧化物與石墨烯納米片復(fù)合,作為甲醇氧化的Pt基催化劑復(fù)合載體,并考察了Ni/Mo原子摩爾比、水熱時間、以及前驅(qū)體與石墨烯的相對含量等條件對催化劑性能的影響。水熱時間為12 h,Ni/Mo為1/1且氧化物與石墨烯的體積比為1/4時,催化劑Pt-Ni₁Mo₁O_x/GO性能最為優(yōu)越,質(zhì)量比活性為2102 mA mg_Pt^-1,經(jīng)過3600s計時電流測試后,質(zhì)...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 燃料電池概述
        1.1.1 燃料電池的研究背景
        1.1.2 ADMFC的工作結(jié)構(gòu)及原理
        1.1.3 甲醇電氧化的機(jī)理
        1.1.4 ADMFC面臨的挑戰(zhàn)
    1.2 陽極電催化劑的研究進(jìn)展
        1.2.1 單金屬Pt催化劑
        1.2.2 Pt-M合金催化劑
        1.2.3 Pt-MX催化劑
        1.2.4 非Pt催化劑
    1.3 本論文的研究意義及研究內(nèi)容
2 實驗部分
    2.1 實驗試劑及材料
    2.2 實驗儀器
    2.3 催化劑的微觀表征
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡表征(FE-SEM)
        2.3.4 場發(fā)射投射電子顯微鏡表征(FE-TEM)
    2.4 催化劑的電化學(xué)表征
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 催化劑的電化學(xué)性能測試
3 鎳鉬雙金屬氧化物增強(qiáng)Pt催化劑催化甲醇氧化的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 氧化石墨烯的制備
        3.2.2 Ni₁Mo₁O_X/GO復(fù)合載體的制備
        3.2.3 Pt-Ni₁Mo₁O_X/GO催化劑的制備
        3.2.4 測試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的SEM分析
        3.3.2 催化劑的電化學(xué)測試分析
    3.4 本章小結(jié)
4 CoMoO₄包覆的鈷氮共摻雜碳多面體增強(qiáng)Pt催化劑催化甲醇氧化性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 核殼狀ZIF-8@ZIF-67 的制備
        4.2.2 Co,N-DPC的制備
        4.2.3 CoMoO₄@Co,N-DPC復(fù)合載體的制備
        4.2.4 Pt-CoMoO₄@Co,N-DPC催化劑的制備
        4.2.5 測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的SEM分析
        4.3.2 催化劑的TEM分析
        4.3.3 催化劑的XRD對比分析
        4.3.4 催化劑的XPS分析
        4.3.5 催化劑的電化學(xué)測試分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學(xué)位期間所獲獎勵
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3901388