為了應(yīng)對(duì)能源枯竭和環(huán)境污染等問題,開始大力開發(fā)新型能源技術(shù)的研究。燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)。氧還原反應(yīng)在燃料電池的能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存中發(fā)揮關(guān)鍵作用。本文針對(duì)燃料電池的陰極氧還原反應(yīng)中的非貴金屬材料氧還原活性不高的問題,對(duì)二維結(jié)構(gòu)的石墨烯改性得到基體,使用磁控濺射法制備鈷負(fù)載氮摻雜氧化石墨烯(Co/NGO)復(fù)合材料,目的是提高氧還原活性。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:1)選擇四種制備方法制備改性石墨烯,在形貌上氧化石墨烯(GO)、氮摻雜石墨烯(NG)、氮摻雜氧化石墨烯(NGO)都保持了氧化石墨烯的多層褶皺的特性。四種制備方法的樣品氧還原活性順序依次為RGO<GO<NG<NGO。NGO樣品的氧還原活性最好,其電化學(xué)面積為86.5cm2,起始電勢(shì)為0.88V,半波電位為0.78 V。由NGO樣品中即保留了氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)特征和氮元素?fù)诫s起到了增大氧還原活性的作用。2)進(jìn)一步考察了氮摻雜含量和氮摻雜反應(yīng)溫度對(duì)NGO的氧還原活性的影響。從氮含量組成上,在NGO-20、NGO-30和NGO-50的氮含量組成上保持在3.8%～4.2%之間。由于本論文中氮含量的改變不會(huì)...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１金屬催化ＯＲＲ活性與氧結(jié)合能間的火山關(guān)系圖［１５１??按照Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ模式，當(dāng)以Ｐｔ為電催化劑時(shí)［１６］，氧分子中的７１軌道與中心Ｐｔ原子??

實(shí)際上氧還原（ＯＲＲ）的反應(yīng)機(jī)理很復(fù)雜，往往伴隨著很多中間產(chǎn)物的形成（如：??０氣〇Ｈａｄｓ、ＯＯＨａｄｓ等）［１３】，ＯＲＲ速率受００Ｈａｄｓ的形成速率或ＯＨａｄｓ的脫附速率??影響［１＇ＯＯＨａｄｓ和０Ｈａｄｓ在金屬表面的吸附強(qiáng)弱與金屬類型呈火山型（如圖１．１所示）。??是若....

圖１．３?Ｐｔ凹納米立方體的ＨＲＴＥＭ圖像［２Ｄ］??ＰｔＰｔ，Ｐｔ－Ｐｔ??

實(shí)際上氧還原（ＯＲＲ）的反應(yīng)機(jī)理很復(fù)雜，往往伴隨著很多中間產(chǎn)物的形成（如：??０氣〇Ｈａｄｓ、ＯＯＨａｄｓ等）［１３】，ＯＲＲ速率受００Ｈａｄｓ的形成速率或ＯＨａｄｓ的脫附速率??影響［１＇ＯＯＨａｄｓ和０Ｈａｄｓ在金屬表面的吸附強(qiáng)弱與金屬類型呈火山型（如圖１．１所示）。??是若....

圖１．４?Ｐｔ復(fù)合物的氧還原活性圖（Ａ）ＰｔＣｕＮｉ在０．５Ｍ?Ｈ２Ｓ０４的ＯＲＲ活性圖［３Ｉ］；??１３２］??

示出最大的ＯＲＲ活性（半波電位為０．８４Ｖ?ｖｓ．?ＲＨＥ）。??三元鉑合金體系如Ｚｈａｎｇ［３１１等人用兩步電沉積途徑制備的Ｃｕ－Ｎｉ－Ｐｔ多晶體催化??劑，如圖１．４所示，與傳統(tǒng)的Ｐｔ?／?Ｃ催化劑相比，Ｃｕ－Ｎｉ－Ｐｔ合金催化劑對(duì)甲醇電氧化??具有更高的催化活性，Ｃｕ－Ｎｉ....

圖１．５催化劑制備流程圖

過渡金屬－氮類化合物有ＯＲＲ催化活性優(yōu)良、成本低、使用壽命長(zhǎng)、抗甲醇性能??好等特點(diǎn)，使含有與氮和過渡金屬（Ｆｅ，?Ｃｏ，?Ｃｕ等）結(jié)合的碳的材料代表了一組有??希望的Ｐｔ基催化劑替代品。如圖１．５所示，Ｒｅｎ［３３］通過靜電紡絲獲得多孔核殼Ｆｅ３Ｃ??嵌入氮摻雜碳納米纖維（Ｆｅ....

本文編號(hào)：3972170