能源和環(huán)境是當(dāng)代科學(xué)研究的兩大重要課題。為了發(fā)展高效能源轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存器件和高效環(huán)境污染治理方法,開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異性能的催化劑是核心要?jiǎng)?wù)。針對(duì)能源和環(huán)境研究中幾類(lèi)重要的反應(yīng)如氧還原反應(yīng)(oxygen reduction reaction,ORR)、芬頓反應(yīng)(Fenton reaction)和光催化降解有機(jī)物反應(yīng),本文利用聚多巴胺(PDA)能牢固地吸附在幾乎所有有機(jī)和無(wú)機(jī)材料表面并有效地捕獲金屬離子的特點(diǎn),制備了幾種聚多巴胺衍生催化劑,對(duì)其結(jié)構(gòu)、組成進(jìn)行了詳細(xì)表征,并細(xì)致評(píng)估了其在氧還原電催化、芬頓催化、以及光催化降解有機(jī)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(fù)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(guò)渡金屬Fe³⁺螯合,制備前驅(qū)體Fe-PDA-GO,再通過(guò)控制高溫氣相反應(yīng)的條件,將前驅(qū)體Fe-PDA-GO分別轉(zhuǎn)化為Fe/Fe₃O₄@N-G、Fe₃C@N-G和Fe_xN@N-G三種催化劑,其中負(fù)載于石墨烯上的Fe/Fe_...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1氧還原反應(yīng)機(jī)理示意圖

圖1-1氧還原反應(yīng)機(jī)理示意圖[3]。一個(gè)動(dòng)力學(xué)遲緩、熱力學(xué)不可逆的過(guò)程，其交換電流密左右，然而裝置的超電勢(shì)高達(dá)0.4V以上，造成了能量低過(guò)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(jià)格高昂、資源不足，Pt材料的費(fèi)

圖1-2Pt基電催化劑的分類(lèi)[11]

圖1-2Pt基電催化劑的分類(lèi)[11]。

圖1.3（a）硼、氮摻雜的結(jié)構(gòu)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(xiàn)報(bào)道，在碳材料上負(fù)載P-Ru、Pt-Au以及Pt-Ni等貴金屬納米粒子，應(yīng)用于ORR催化可以增強(qiáng)其催化、提高穩(wěn)定性[15,16]。例如，McGinn等人將碳負(fù)載的PtY/C和Pt3Y/C催化劑于ORR活性研究....

圖1-4MOF前驅(qū)體合成氮摻雜碳基催化劑合成路線(xiàn)

圖1-4MOF前驅(qū)體合成氮摻雜碳基催化劑合成路線(xiàn)[41]。

本文編號(hào)：3944275