甲酸燃料电池阳极Pd基碳化物载体与合金催化剂研究
发布时间：2021-04-25 08:42
直接甲酸燃料电池（DFAFC）是一种具有良好前景的新型电源,甲酸燃料无毒性,不易燃烧,运输储存过程安全。除此之外,甲酸对Nafion膜的渗透率远低于甲醇,氧化过程的理论电动势高于甲醇,在低温下DFAFC能量密度较高。本文通过微波辅助乙二醇法,制备Pd/C、Pd/TiC、Pd/TiC-C、Pd-Ir/C合金催化剂。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、和电子能谱（EDAX）等手段对催化剂的表面形貌、元素组成、晶型结构进行表征。使用玻碳电极在硫酸、硫酸-甲酸混合溶液中进行循环伏安测试,比较Pd催化剂的电化学活性面积和对甲酸氧化的催化活性。用电流-时间曲线测试衡量催化剂的稳定性。制备并比较了Pd/C、Pd/TiC、Pd/TiC-C催化剂的粒径分、电化学活性及稳定性,证明在三种催化剂中,Pd/TiC-C混合载体催化剂的电化学活性及稳定性最好。制备并且优化了乙二醇微波法制备Pd-Ir/C催化剂的制备工艺,当pH=10,Pd-Ir的比例为5:1时,制备出的Pd-Ir/C催化剂具有最好的性能,提高了对甲酸的氧化能力。
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 、课题背景及研究目的
1.2 、燃料电池的原理、分类及其应用前进分析
1.2.1 、燃料电池的工作原理
1.2.2 、燃料电池的分类
1.2.3 、燃料电池的广泛应用
1.3 、直接甲酸燃料电池
1.3.1 、甲酸燃料的优点
1.3.2 、甲酸在DFAFC中的氧化机理
1.3.3 、直接甲酸燃料电池阳极催化剂的研究
1.4 、本文的主要研究内容
第二章 实验材料和研究方法
2.1 、实验材料和设备
2.1.1 、实验试剂
2.1.2 、实验仪器
2.2 、催化剂的制备
2.2.1 、碳载体的预处理
2.2.2 、催化剂的制备
2.2.3 、工作电极的制备
2.3 、催化剂的电化学性能测试
2.4 、物理测试与表征
2.4.1 、X射线衍射（XRD）
2.4.2、扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线电子能谱（EDAX）
2.4.3 、透射电子显微镜（TEM）
第三章 TiC载体对Pd催化剂甲酸电氧化性能的影响
3.1 、引言
3.2 、催化剂的物理表征
3.3 、催化剂的电化学性能测试
3.4 、本章小结
第四章 微波辅助乙二醇法制备PdIr/C催化剂研究
4.1 、引言
4.2 、不同合金原子比对Pd-Ir/C催化剂性能的影响
4.3 、微波处理前的p H值对Pd-Ir/C催化剂性能的影响
4.4 、热处理对Pd-Ir/C催化剂性能的影响
4.5 、本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池旋翼无人机的研究进展[J]. 谭涛,黄泽涛. 农业与技术. 2020(08)
[2]绿色航运发展趋势和燃料电池船舶的应用前景[J]. 杨发财,李世安,沈秋婉,杨国刚. 船舶工程. 2020(04)
[3]燃料电池汽车基本技术及发展综述[J]. 张伟,向洪坤. 智慧电力. 2020(04)
[4]2019年氢燃料电池研发热点回眸[J]. 侯明,邵志刚,俞红梅,衣宝廉. 科技导报. 2020(01)
[5]燃料电池汽车国内外发展现状及对策建议[J]. 王薛超,金茂菁. 科技中国. 2019(05)
[6]新型核壳结构催化剂的制备及其对甲酸氧化的催化作用[J]. 田新龙,汤海波,余锦南,杜丽,曾建皇,廖世军. 中国科学:化学. 2017(05)
[7]Pt纳米空球壳厚的可控制备及对甲酸的电催化氧化[J]. 林剑云,程美琴,张贤土,商中瑾,熊婷,林旋,田伟,钟起玲,任斌. 中国科学:化学. 2013(11)
[8]直接甲酸燃料电池的研究进展[J]. 吕艳卓,郭文轩,阙奕鹏,王振波. 电池. 2013(01)
[9]偏钒酸钠对甲酸在Pd/C催化剂上氧化的电催化性能影响的机理[J]. 郭琦,李焕芝,季云,陆天虹. 应用化学. 2013(02)
[10]燃料电池技术发展现状与展望[J]. 侯明,衣宝廉. 电化学. 2012(01)
博士论文
[1]钛氧化物/碳复合载体对Pt催化甲醇氧化性能影响研究[D]. 隋旭磊.哈尔滨工业大学 2015
[2]直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂可控合成及性能研究[D]. 初园园.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂氧化锡锑载体改性研究[D]. 杨东辉.哈尔滨工业大学 2018
[2]城市电动汽车充电设施规划方法研究[D]. 王琰.山东大学 2017
[3]单体直接甲酸燃料电池性能的研究[D]. 郭文轩.哈尔滨工程大学 2013
[4]直接甲酸燃料电池阳极催化剂Pd/C的研究[D]. 周锴.哈尔滨工程大学 2011
[5]直接甲醇燃料电池阴极Co@Pt/C催化剂制备技术研究[D]. 邵爱芬.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3159080
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 、课题背景及研究目的
1.2 、燃料电池的原理、分类及其应用前进分析
1.2.1 、燃料电池的工作原理
1.2.2 、燃料电池的分类
1.2.3 、燃料电池的广泛应用
1.3 、直接甲酸燃料电池
1.3.1 、甲酸燃料的优点
1.3.2 、甲酸在DFAFC中的氧化机理
1.3.3 、直接甲酸燃料电池阳极催化剂的研究
1.4 、本文的主要研究内容
第二章 实验材料和研究方法
2.1 、实验材料和设备
2.1.1 、实验试剂
2.1.2 、实验仪器
2.2 、催化剂的制备
2.2.1 、碳载体的预处理
2.2.2 、催化剂的制备
2.2.3 、工作电极的制备
2.3 、催化剂的电化学性能测试
2.4 、物理测试与表征
2.4.1 、X射线衍射（XRD）
2.4.2、扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线电子能谱（EDAX）
2.4.3 、透射电子显微镜（TEM）
第三章 TiC载体对Pd催化剂甲酸电氧化性能的影响
3.1 、引言
3.2 、催化剂的物理表征
3.3 、催化剂的电化学性能测试
3.4 、本章小结
第四章 微波辅助乙二醇法制备PdIr/C催化剂研究
4.1 、引言
4.2 、不同合金原子比对Pd-Ir/C催化剂性能的影响
4.3 、微波处理前的p H值对Pd-Ir/C催化剂性能的影响
4.4 、热处理对Pd-Ir/C催化剂性能的影响
4.5 、本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池旋翼无人机的研究进展[J]. 谭涛,黄泽涛. 农业与技术. 2020(08)
[2]绿色航运发展趋势和燃料电池船舶的应用前景[J]. 杨发财,李世安,沈秋婉,杨国刚. 船舶工程. 2020(04)
[3]燃料电池汽车基本技术及发展综述[J]. 张伟,向洪坤. 智慧电力. 2020(04)
[4]2019年氢燃料电池研发热点回眸[J]. 侯明,邵志刚,俞红梅,衣宝廉. 科技导报. 2020(01)
[5]燃料电池汽车国内外发展现状及对策建议[J]. 王薛超,金茂菁. 科技中国. 2019(05)
[6]新型核壳结构催化剂的制备及其对甲酸氧化的催化作用[J]. 田新龙,汤海波,余锦南,杜丽,曾建皇,廖世军. 中国科学:化学. 2017(05)
[7]Pt纳米空球壳厚的可控制备及对甲酸的电催化氧化[J]. 林剑云,程美琴,张贤土,商中瑾,熊婷,林旋,田伟,钟起玲,任斌. 中国科学:化学. 2013(11)
[8]直接甲酸燃料电池的研究进展[J]. 吕艳卓,郭文轩,阙奕鹏,王振波. 电池. 2013(01)
[9]偏钒酸钠对甲酸在Pd/C催化剂上氧化的电催化性能影响的机理[J]. 郭琦,李焕芝,季云,陆天虹. 应用化学. 2013(02)
[10]燃料电池技术发展现状与展望[J]. 侯明,衣宝廉. 电化学. 2012(01)
博士论文
[1]钛氧化物/碳复合载体对Pt催化甲醇氧化性能影响研究[D]. 隋旭磊.哈尔滨工业大学 2015
[2]直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂可控合成及性能研究[D]. 初园园.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂氧化锡锑载体改性研究[D]. 杨东辉.哈尔滨工业大学 2018
[2]城市电动汽车充电设施规划方法研究[D]. 王琰.山东大学 2017
[3]单体直接甲酸燃料电池性能的研究[D]. 郭文轩.哈尔滨工程大学 2013
[4]直接甲酸燃料电池阳极催化剂Pd/C的研究[D]. 周锴.哈尔滨工程大学 2011
[5]直接甲醇燃料电池阴极Co@Pt/C催化剂制备技术研究[D]. 邵爱芬.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3159080
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