由于資源短缺和環(huán)境污染問題,傳統(tǒng)化石燃料面臨著巨大的挑戰(zhàn)。燃料電池由于具有轉(zhuǎn)化效率高、污染小、燃料種類繁多、負(fù)載響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),因此被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)之一。然而陰極氧還原反應(yīng)（ORR）的動(dòng)力學(xué)特性非常緩慢,是阻礙燃料電池發(fā)展和應(yīng)用的重要因素,因此陰極氧還原反應(yīng)（ORR）在燃料電池中顯得非常關(guān)鍵。目前人們一致認(rèn)為鉑及鉑基材料是氧還原催化活性最好的催化劑,但其價(jià)格昂貴、儲(chǔ)量少、耐久性差阻礙了其商業(yè)化發(fā)展。因此,亟需尋找和開發(fā)廉價(jià)、高活性和高穩(wěn)定性的電化學(xué)催化劑來加速燃料電池的商業(yè)化進(jìn)程。本文向氧化石墨烯（GO）水溶液中添加原位合成的聚丙烯酰胺（PAM）或添加成品PAM形成PAM/GO復(fù)合水凝膠,進(jìn)而加入金屬有機(jī)骨架（MOF）材料形成PAM/MOF/GO復(fù)合物,通過煅燒和酸洗后,能夠合成出了廉價(jià)、高活性的非貴金屬氧還原催化劑。首先,以原位合成的PAM、MIL-100（Fe）和氧化石墨烯為原料,制備了用于ORR反應(yīng)的非貴金屬催化劑。分別詳細(xì)考察了MIL-100（Fe）的加入量和碳化溫度對(duì)催化劑氧還原性能的影響。其中,在煅燒溫度為800^°C,MIL-100... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同類型N在碳載體表面的結(jié)構(gòu)示意圖

V 電位下的電流密度（4.1 mAcm-2）超過了商業(yè)化的 Pt/C 催化劑[42]。(2) 后摻雜法后摻雜法是一種對(duì)碳材料進(jìn)行氧化、熱解、取代等工序后進(jìn)行氮原子摻雜的方法[43]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠產(chǎn)生較多的缺陷位點(diǎn)，更多的缺陷位點(diǎn)能促進(jìn)摻雜劑與碳材料之間形成更多的活性位。Wei[44]等人成功合成出 ZIF/GO 納米復(fù)合碳材料。碳化后的 Zn-ZIF/GO-800 催化劑在 0.1 M KOH 溶液中的起始電位為0.92 V（相對(duì)于可逆氫電極），在 0.6 V 時(shí)，該電催化劑的極限電流密度是 5.2 mAcm 2，與商業(yè)化 Pt/C 的極限電流密度相當(dāng)，如圖 1.2 所示：

a）N 摻雜石墨烯（NG2）的 C1s 和 N1s XPS 信號(hào)和 b）NG2 的 C 和 N EEL映射 1.3 a) C1s and N 1s XPS signals of N-doped graphene (NG2) and b) EELS elemmapping of C and N of NG2.4) 球磨法磨法是將大塊物料磨成小顆粒的一種方法。該方法運(yùn)用的是球磨振動(dòng)從而使硬球?qū)υ牧袭a(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊、研磨和攪拌來達(dá)到實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)球磨機(jī)通過在斷裂邊緣處加入碳活性物種（如 C=O，—COOH石墨。活化后的石墨與各種氣體反應(yīng)，得到具有選擇性功能的石墨Cl，Br，I）[47]等功能性石墨烯片。功能化石墨烯納米片具有優(yōu)異的性，并且在合成過程中具有環(huán)保、收率高等優(yōu)點(diǎn)。odelet 等人利用碳載體、菲羅啉和醋酸亞鐵的混合物球磨，在 Ar 和解，得到了一種高 ORR 活性的鐵基催化劑。該催化劑的氧還原性能-3，與 2010 年美國(guó)能源部（DOE）設(shè)定的氧還原催化活性為 130 A 常接近，如圖 1.4 所示[48]。催化劑的高氧還原活性可以歸因于催化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]燃料電池的原理、技術(shù)狀態(tài)與展望[J]. 衣寶廉.  電池工業(yè). 2003(01)



本文編號(hào)：3209084