能源和環(huán)境是當代科學研究的兩大重要課題。為了發(fā)展高效能源轉換儲存器件和高效環(huán)境污染治理方法,開發(fā)具有優(yōu)異性能的催化劑是核心要務。針對能源和環(huán)境研究中幾類重要的反應如氧還原反應(oxygen reduction reaction,ORR)、芬頓反應(Fenton reaction)和光催化降解有機物反應,本文利用聚多巴胺(PDA)能牢固地吸附在幾乎所有有機和無機材料表面并有效地捕獲金屬離子的特點,制備了幾種聚多巴胺衍生催化劑,對其結構、組成進行了詳細表征,并細致評估了其在氧還原電催化、芬頓催化、以及光催化降解有機污染物等方面的性能。具體工作如下:(1)制備了三種不同鐵基納米顆粒負載的氮摻雜石墨烯,并研究比較了它們的ORR催化性能。利用聚多巴胺作為氮源并與過渡金屬Fe³⁺螯合,制備前驅體Fe-PDA-GO,再通過控制高溫氣相反應的條件,將前驅體Fe-PDA-GO分別轉化為Fe/Fe₃O₄@N-G、Fe₃C@N-G和Fe_xN@N-G三種催化劑,其中負載于石墨烯上的Fe/Fe_...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1氧還原反應機理示意圖

圖1-1氧還原反應機理示意圖[3]。一個動力學遲緩、熱力學不可逆的過程，其交換電流密左右，然而裝置的超電勢高達0.4V以上，造成了能量低過電位且具有優(yōu)良性能的催化劑十分有必要。貴金屬好的催化劑，但是Pt價格高昂、資源不足，Pt材料的費

圖1-2Pt基電催化劑的分類[11]

圖1-2Pt基電催化劑的分類[11]。

圖1.3（a）硼、氮摻雜的結構及常用方式

因此可以作為貴金屬催化劑的載體材料。有文獻報道，在碳材料上負載P-Ru、Pt-Au以及Pt-Ni等貴金屬納米粒子，應用于ORR催化可以增強其催化、提高穩(wěn)定性[15,16]。例如，McGinn等人將碳負載的PtY/C和Pt3Y/C催化劑于ORR活性研究....

圖1-4MOF前驅體合成氮摻雜碳基催化劑合成路線

圖1-4MOF前驅體合成氮摻雜碳基催化劑合成路線[41]。

本文編號：3944275