钴化合物/石墨烯复合材料制备及其氧还原催化性能研究

发布时间：2024-01-30 13:33

　　直接甲醇燃料电池是一种新型能源转换技术,环境友好、能量转换率高、燃料丰富、无噪音污染等优点齐聚一身,具有应用于燃料电池电动车及能源领域的潜力。当前,直接甲醇燃料电池的主要技术瓶颈是阴极氧还原反应动力学缓慢,需求远大于阳极的铂基贵金属催化剂。然而,铂资源稀缺、价格不菲、易中毒等缺点极大的限制了直接甲醇燃料电池的规模化运用。因此,研发资源丰富、价格低廉、高催化活性、高耐久性和优异抗甲醇能力的阴极非贵金属催化剂将能有效推动直接甲醇燃料电池商业化应用进程。碳基催化剂由于其具备较好的氧还原催化性能,良好的稳定性和抗甲醇能力,被广泛研究。其中石墨烯基非贵金属催化剂由于其超高的比表面积和极佳的导电性成为燃料电池领域最重要的课题之一。本论文通过非金属杂原子双掺杂,过渡金属磷化物复合,负载过渡金属纳米颗粒等手段设计制备了一系列性能优异的石墨烯基氧还原催化剂,所取得的研究成果主要包括:(1)以氧化石墨烯和硫脲为前驱体,通过一步低温水热法制备得到氮硫双掺杂的三维网状石墨烯(N,S-rGO)。该催化剂具备高含量的N、S元素(2.1at%,3.54at%),且含有高比例的噻吩硫(C-S-C),以及高百分比的吡啶...

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【学位级别】：博士

图１－１直接甲醇燃料电池基本构造和原理图??

图１－２?（ａ）和（ｂ）为ＳＥＭ图谱，（ｃ）和⑷为ＴＥＭ图谱，（ｅ）和（ｆ）为ＳＷＣＮＴｓ的直径分布图；??（ａ），?（ｃ），?（ｅ）为Ｎ掺杂ＳＷＣＮＴｓ对应图谱，（ｂ），（ｄ），（ｆ）为未掺杂ＳＷＣＮＴｓ图谱??

图１－３不同类型前驱体的实验装置示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｅｔｕｐ?ｗｉｔｈ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ??

图１－４?（ａ）ＮＧＯ－５的ＳＥＭ图谱

本文编号：3890249