基于自模板法的分级多孔Co/N/C基氧电催化剂的结构调控及性能研究
发布时间：2020-12-11 20:53
锌-空气电池由于其高能量密度和零碳排放量而被认为是最有前景的下一代能源转换装置之一。然而氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）具有缓慢的动力学,因此需要高效的催化剂来驱动这些反应。目前最佳的ORR及OER催化剂均为贵金属基催化剂,但是其有限的资源、昂贵的成本和较差的稳定性阻碍了它们的发展。为了减轻对贵金属的依赖并进一步提升电催化性能,设计具有明确纳米结构和优化成分的非贵金属电催化剂具有重要意义。本论文巧妙地利用有机和无机模板,制备出了两种具有独特结构和优异电化学性能的催化剂材料。并使用多种物理手段（SEM,TEM,TGA,BET等）对材料进行了表征,深入探究了温度、酸除时间等对结构的影响以及形貌结构、化学组成对电化学性能的影响。具体研究内容如下:（1）硫掺杂的Co/N/C介孔纳米棒（S-Co/N/C MNR）催化剂的结构构筑及性能研究针对金属/氮/碳（M/N/C）材料合成过程中孔结构难以调控、金属物种易团聚的问题,本工作提出一种简便的奥斯特瓦尔德熟化辅助模板法,制备得到了结构可控的S掺杂Co/N/C介孔纳米棒材料。研究表明,S-Co/N/C MNR具有高度分散的Co/N/C活性位点,...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锌-空气电池结构示意图（版权属于2017,Wiley）
使用 800oC 高温热解除模板的方法制备得到了中空碳纳米球 HCSs。然后为纳米反应器，于其内部生长纳米级的 ZIF-67 纳米晶，最终得到 ZIF-67@H合材料（图 1-5f-k）。由于 HCSs 封闭的纳米环境，使得 ZIF-67 纳米晶体受到 HCSs 孔隙和通道的物理限制，生长成为更小尺寸的晶体，具有更优附性能。Lu 等人[93]以 SiO2微球为模板，随后在其表面包覆 Fe3+-PDA 层，最后通过高浓度 KOH 的刻蚀除去 SiO2模板，制备得到 Fe/N/C HNSs。具有极薄的外壳以及超高的比表面积(736 m2g-1)，如图 1-5a-e 所示。但是外加模板结构决定的孔结构单一，并且除模板过程中强腐蚀剂（如 HF, N）的使用，使其应用受限[97]。自模板法具有模板易除、孔结构可控的优点，是解决上述问题的一种可行。例如，Mai 等人[98]通过一种简便的自牺牲模板法，实现了新型三
经过不同酸除时间(1-5h)得到的(S-Co/N/CMNR)
本文编号：2911204
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锌-空气电池结构示意图（版权属于2017,Wiley）
使用 800oC 高温热解除模板的方法制备得到了中空碳纳米球 HCSs。然后为纳米反应器，于其内部生长纳米级的 ZIF-67 纳米晶，最终得到 ZIF-67@H合材料（图 1-5f-k）。由于 HCSs 封闭的纳米环境，使得 ZIF-67 纳米晶体受到 HCSs 孔隙和通道的物理限制，生长成为更小尺寸的晶体，具有更优附性能。Lu 等人[93]以 SiO2微球为模板，随后在其表面包覆 Fe3+-PDA 层，最后通过高浓度 KOH 的刻蚀除去 SiO2模板，制备得到 Fe/N/C HNSs。具有极薄的外壳以及超高的比表面积(736 m2g-1)，如图 1-5a-e 所示。但是外加模板结构决定的孔结构单一，并且除模板过程中强腐蚀剂（如 HF, N）的使用，使其应用受限[97]。自模板法具有模板易除、孔结构可控的优点，是解决上述问题的一种可行。例如，Mai 等人[98]通过一种简便的自牺牲模板法，实现了新型三
经过不同酸除时间(1-5h)得到的(S-Co/N/CMNR)
本文编号：2911204
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