現(xiàn)今社會,隨著能源和環(huán)境問題日益突出,發(fā)展清潔型新能源和存儲裝置越來越引起人們的重視。燃料電池和氫能作為非常有前景的能量轉(zhuǎn)換和存儲裝置,在新能源車領(lǐng)域擁有很大的發(fā)展前景。氧還原反應(yīng)（ORR）,析氧反應(yīng)（OER）,析氫反應(yīng)（HER）和氫氧化反應(yīng)（HOR）為燃料電池、金屬-空氣電池中重要的電化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)高度依賴于Pt基催化劑,不幸的是,Pt的高成本和低耐久性阻礙了新興的能量轉(zhuǎn)換裝置的廣泛商業(yè)應(yīng)用。因此,開發(fā)非貴金屬及低Pt族催化劑是當前研究熱門話題。碳納米纖維材料導(dǎo)電性好、比表面積大,同時,一維納米結(jié)構(gòu)使其廣泛應(yīng)用于催化活性物質(zhì)的支撐材料。而適當?shù)負诫s非金屬雜原子（如N、P、S、B）和過渡金屬雜原子（如Fe、Co或Ni）,改變電子分布和幾何結(jié)構(gòu),帶來更多的結(jié)構(gòu)缺陷。本論文主要內(nèi)容如下:（1）同步硫化獲得多活性位點的原子級Fe-N-C催化劑用于氧還原性能研究。本工作中,硫化用于提高FexC/Fe的活性,形成一個優(yōu)化的體系“FeNC-S-FexC/Fe”,用于含氧催化。同時,密度泛函理論（DFT）計算結(jié)果表明Fe-Nx活性中心與FexC/Fe和含S物質(zhì)的協(xié)同作用促進ORR催化活性。特別是... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳納米材料簡介
        1.2.1 碳納米纖維
        1.2.2 雜原子摻雜碳納米材料
    1.3 質(zhì)子膜燃料電池、Zn空氣電池和電解水簡介
        1.3.1 質(zhì)子膜燃料電池(PEMFC)簡介
        1.3.2 鋅空氣電池簡介
        1.3.3 水裂解簡介
    1.4 電催化劑
        1.4.1 貴金屬催化劑
        1.4.2 貴金屬合金催化劑
        1.4.3 非貴金屬催化劑
        1.4.4 納米粒子/碳催化劑
    1.5 本課題研究內(nèi)容及意義
第二章 同步硫化獲得原子級多活性位點的Fe-N-C催化劑的用于氧還原性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑及儀器
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 實驗過程
        2.3.1 PANi NFs和CNFs的制備
        2.3.2 FeNC-S-Fe_xC/Fe的制備
        2.3.3 樣品表征
        2.3.4 電化學(xué)測試
        2.3.5 計算部分
    2.4 結(jié)果分析與討論
        2.4.1 樣品的形貌與結(jié)構(gòu)表征
        2.4.2 電化學(xué)性能評估
        2.4.3 FeNC-S-Fe_xC/Fe性能優(yōu)異解釋
    2.5 小結(jié)
第三章 硼化RuxB作為析氫催化劑的制備及寬pH范圍內(nèi)的電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑及儀器
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
    3.3 實驗過程
        3.3.1 PANTiNFs和CNF的制備
        3.3.2 Ru_2B_3@CNF的制備
        3.3.3 樣品表征
        3.3.4 電化學(xué)測試
        3.3.5 計算部分
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 樣品的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        3.4.2 電化學(xué)性能評估
        3.4.3 Ru_2B_3@CNF性能優(yōu)異解釋
    3.5 小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Metal–Organic Framework-Assisted Synthesis of Compact Fe2O3 Nanotubes in Co3O4 Host with Enhanced Lithium Storage Properties[J]. Song Lin Zhang,Bu Yuan Guan,Hao Bin Wu,Xiong Wen David Lou.  Nano-Micro Letters. 2018(03)
[2]Creation of Triple Hierarchical Micro-Meso-Macroporous N-doped Carbon Shells with Hollow Cores Toward the Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction[J]. Ruohao Xing,Tingsheng Zhou,Yao Zhou,Ruguang Ma,Qian Liu,Jun Luo,Jiacheng Wang.  Nano-Micro Letters. 2018(01)



本文編號：3630371