臭氧(O₃)是一種綠色環(huán)保強氧化劑,能夠很有效殺滅病毒、細菌等微生物,并能很快氧化分解有機物。其在水處理及凈化空氣等方面得到廣泛應用。作為最具前景的生產臭氧工藝,電解水制備臭氧具有設備簡單,體積小,移動方便等優(yōu)點。鉑作為電催化制備臭氧的良好催化劑引起廣大科研工作者研究興趣。因此,本文設計并合成一系列在鋅單原子氮摻雜碳載體負載不同尺寸鉑鋅體系催化劑(合金顆粒大小為:2.2 nm、3.7 nm、4.5 nm、7.7 nm及12.9 nm),深入研究其電化學性能及其反應機理。研究結果表明:此研究體系催化劑對電催化制備臭氧反應表現出尺寸及協(xié)同效應,且在鉑鋅合金尺寸為7.7 nm時達到最佳催化效果,在電流密度為50 m A/cm²處實現4.2%的法拉第效率。此外,本論文也對其進行氧還原性能研究,并實驗結果表明:在鉑鋅尺寸為3.7 nm時達到最佳催化效果,其半波電位為0.774 V vs.RHE,與商業(yè)Pt/C的0.786 V vs.RHE相媲美。在壽命及甲醇抗毒性測試中,其表現出超強的穩(wěn)定性及抗毒性,其表現出的優(yōu)異電催化活性、穩(wěn)定性及超強抗毒性殼歸結于...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化涉氧反應概述
        1.2.1 產臭氧反應
        1.2.2 氧還原反應
    1.3 涉氧電催化劑研究進展
        1.3.1 產臭氧電催化劑研究進展
        1.3.2 氧還原電催化劑研究進展
    1.4 影響催化效果因素
        1.4.1 尺寸與表面效應
        1.4.2 載體效應
        1.4.3 協(xié)同效應
    1.5 選題背景及意義
        1.5.1 本論文研究意義
        1.5.2 本論文研究內容
第二章 實驗材料與測試方法
    2.1 實驗試劑及設備
    2.2 催化劑表征
        2.2.1 掃描電鏡表征
        2.2.2 透射電鏡表征
        2.2.3 X射線衍射表征
        2.2.4 X射線光電子能譜表征
        2.2.5 氮氣吸附脫附表征
        2.2.6 紫外-可見光分光光度法
        2.2.7 電子自旋共振光譜
        2.2.8 同步輻射測試
    2.3 電化學性能測試
        2.3.1 電催化臭氧析出測試
        2.3.2 電催化氧還原測試
第三章 PtZn體系電催化劑制備及其表征
    3.1 實驗部分
    3.2 材料表征
        3.2.1 SEM及 TEM電鏡表征分析
        3.2.2 ICP表征分析
        3.2.3 X射線表征分析
        3.2.4 氮氣吸附脫附表征
        3.2.5 同步輻射及XPS表征
第四章 PtZn體系電催化產臭氧性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
    4.3 電化學測試
    4.4 臭氧濃度檢測
    4.5 穩(wěn)定性測試
    4.6 電化學阻抗測試
    4.7 電化學活性面積測試
    4.8 ESR機理研究
    4.9 理論計算機理研究
    4.10 本章小結
第五章 PtZn體系電催化氧還原性能研究
    5.1 引言
    5.2 電催化氧還原性能測試
        5.2.1 循環(huán)伏安測試
        5.2.2 線性伏安測試
        5.2.3 穩(wěn)定性測試
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1.作者簡歷
    2.攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文
    3.參與的科研項目及獲獎情況
    4.發(fā)明專利
學位論文數據集



本文編號：3847127