直接甲醇燃料電池陽極pt基催化劑載體的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-22 09:26
直接甲醇燃料電池(DMFC)具有工作溫度低、清潔無污染、能量密度高的優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最可能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的電池,有望應(yīng)用在清潔能源汽車、便攜式電源等領(lǐng)域。目前,影響直接甲醇燃料電池商業(yè)化的主要問題是Pt基催化劑的價(jià)格較為昂貴,以及質(zhì)子交換膜的滲透性問題,本文主要針對(duì)直接甲醇燃料電池中陽極甲醇氧化反應(yīng)的電催化性能低、穩(wěn)定性差的問題開展研究。主要包括以下幾方面工作:本文以溶劑熱法合成了超細(xì)鉑納米線(Pt NWNs),并采用高溫煅燒尿素的方法制備了石墨狀氮化碳載體(g-C3N4),復(fù)合制得了Pt NWNs/C3N4催化劑,同時(shí)研究了反應(yīng)時(shí)間對(duì)Pt NWNs的影響,以及不同煅燒氣氛和不同前驅(qū)物對(duì)g-C3N4載體的影響。結(jié)果表明:以尿素為前驅(qū)體,在氮?dú)庀蚂褵鰜淼膅-C3N4作為載體的催化劑(Pt NWNs/C3N4-N2)性能最好。Pt NWNs/C3N4-N2催化劑的電化學(xué)活性面積為90 m2 g-1,Pt/XC-72的是46.3 m2 g-1,另外,Pt NWNs/C3N4-N2催化劑的甲醇峰電流密度是Pt/XC-72的1.54倍,在經(jīng)過1000圈老化后,Pt/XC-72催化劑穩(wěn)定性衰減了45%...
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 課題背景
1.2 燃料電池的現(xiàn)狀
1.3 直接甲醇燃料電池的組成及工作原理
1.4 直接甲醇燃料電池陽極催化劑形貌的研究
1.4.1 零維鉑基納米催化劑的研究
1.4.2 一維鉑基納米催化劑的研究
1.4.3 二維鉑基納米催化劑的研究
1.4.4 三維鉑基納米催化劑的研究
1.5 直接甲醇燃料電池陽極催化劑載體的研究
1.5.1 碳材料
1.5.2 金屬化合物
1.5.3 復(fù)合型載體
1.6 本論文研究思路及內(nèi)容
第二章 Pt NWNs/C_3N_4催化劑制備與性能的研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
2.2.2 催化劑的制備與測試
2.2.3 電化學(xué)性能測試
2.2.4 物理測試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 物理表征
2.3.2 電化學(xué)測試
2.4 小結(jié)
第三章 氮摻雜Pt/TiO_(2 CNTs)和Pt/CeO_(2 CNTs)低Pt催化劑制備及其性能的研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
3.2.2 催化劑的制備
3.2.3 電化學(xué)測試
3.2.4 物理表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 物理表征
3.3.2 電化學(xué)測試
3.4 小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
4.1 結(jié)論
4.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鉑納米棒有序陣列催化電極在被動(dòng)式直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用(英文)[J]. 汪艷林,程慶慶,袁婷,周毅,張海峰,鄒志青,方建慧,楊輝. 催化學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]陣列納米管中鉑:釕原子比對(duì)甲醇電催化氧化活性的影響(英文)[J]. 袁金華,王鳳彬,夏興華. 電化學(xué). 2014(05)
[3]W摻雜BiOCl光催化劑的制備及其可見光催化性能研究[J]. 成姣,曾大文,唐藤藤,崔占奎,田守勤. 化學(xué)與生物工程. 2014(03)
[4]石墨烯制備新技術(shù)及其在燃料電池催化劑中的應(yīng)用[J]. 譚習(xí)有,黎華玲,彭洪亮,鐘軼良,廖世軍. 化工進(jìn)展. 2013(S1)
[5]一維貴金屬納米材料的控制合成與應(yīng)用[J]. 喬正陽,劉非拉,肖鵬,喬雷,楊艷南,房紅琳,張?jiān)茟? 化工進(jìn)展. 2012(10)
[6]納米線的制備方法以及研究進(jìn)展[J]. 周延輝. 廣東化工. 2012(03)
[7]Pt納米線陣列的氧還原催化性能[J]. 張敏,李經(jīng)建,潘牧,徐東升. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(07)
[8]直接甲醇燃料電池陽極催化劑的研究進(jìn)展[J]. 鞠劍峰,吳東輝. 化工進(jìn)展. 2009(04)
[9]低溫燃料電池貴金屬催化劑的老化[J]. 陳維民,辛勤,孫公權(quán). 催化學(xué)報(bào). 2008(05)
[10]燃料電池進(jìn)展(上)[J]. 陳坤堯,沈培康. 電池. 1994(02)
本文編號(hào):3639171
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 課題背景
1.2 燃料電池的現(xiàn)狀
1.3 直接甲醇燃料電池的組成及工作原理
1.4 直接甲醇燃料電池陽極催化劑形貌的研究
1.4.1 零維鉑基納米催化劑的研究
1.4.2 一維鉑基納米催化劑的研究
1.4.3 二維鉑基納米催化劑的研究
1.4.4 三維鉑基納米催化劑的研究
1.5 直接甲醇燃料電池陽極催化劑載體的研究
1.5.1 碳材料
1.5.2 金屬化合物
1.5.3 復(fù)合型載體
1.6 本論文研究思路及內(nèi)容
第二章 Pt NWNs/C_3N_4催化劑制備與性能的研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
2.2.2 催化劑的制備與測試
2.2.3 電化學(xué)性能測試
2.2.4 物理測試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 物理表征
2.3.2 電化學(xué)測試
2.4 小結(jié)
第三章 氮摻雜Pt/TiO_(2 CNTs)和Pt/CeO_(2 CNTs)低Pt催化劑制備及其性能的研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
3.2.2 催化劑的制備
3.2.3 電化學(xué)測試
3.2.4 物理表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 物理表征
3.3.2 電化學(xué)測試
3.4 小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
4.1 結(jié)論
4.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鉑納米棒有序陣列催化電極在被動(dòng)式直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用(英文)[J]. 汪艷林,程慶慶,袁婷,周毅,張海峰,鄒志青,方建慧,楊輝. 催化學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]陣列納米管中鉑:釕原子比對(duì)甲醇電催化氧化活性的影響(英文)[J]. 袁金華,王鳳彬,夏興華. 電化學(xué). 2014(05)
[3]W摻雜BiOCl光催化劑的制備及其可見光催化性能研究[J]. 成姣,曾大文,唐藤藤,崔占奎,田守勤. 化學(xué)與生物工程. 2014(03)
[4]石墨烯制備新技術(shù)及其在燃料電池催化劑中的應(yīng)用[J]. 譚習(xí)有,黎華玲,彭洪亮,鐘軼良,廖世軍. 化工進(jìn)展. 2013(S1)
[5]一維貴金屬納米材料的控制合成與應(yīng)用[J]. 喬正陽,劉非拉,肖鵬,喬雷,楊艷南,房紅琳,張?jiān)茟? 化工進(jìn)展. 2012(10)
[6]納米線的制備方法以及研究進(jìn)展[J]. 周延輝. 廣東化工. 2012(03)
[7]Pt納米線陣列的氧還原催化性能[J]. 張敏,李經(jīng)建,潘牧,徐東升. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(07)
[8]直接甲醇燃料電池陽極催化劑的研究進(jìn)展[J]. 鞠劍峰,吳東輝. 化工進(jìn)展. 2009(04)
[9]低溫燃料電池貴金屬催化劑的老化[J]. 陳維民,辛勤,孫公權(quán). 催化學(xué)報(bào). 2008(05)
[10]燃料電池進(jìn)展(上)[J]. 陳坤堯,沈培康. 電池. 1994(02)
本文編號(hào):3639171
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