MWCNTs纳米复合材料为阳极催化剂构建苯酚燃料电池的研究
发布时间：2021-07-20 17:08
近年来环境污染、能源危机等问题越来越制约着人类社会的发展,生物燃料电池作为一种可替代的理想的清洁能源供给装置受到了广泛的关注。基于碳基纳米材料优良的理化性质,它们常被用作载体负载金属及其化合物,所形成的纳米复合物在导电性以及催化活性等方面都有了很大的提高。本论文通过超声辅助法、溶剂热法、层层组装法制备了 Co3O4-MWCNTs、CuO/MWCNTs、MWCNTs/CdS nanowires纳米复合物,并将它们作为阳极材料构建了苯酚燃料电池。主要研究内容如下:（1）通过超声辅助法合成Co304-MWCNTs纳米复合材料,并将其作为阳极催化剂构建苯酚燃料电池。通过混酸处理增加多壁碳纳米管（MWCNTs）的分散性,将其与制备好的Co3O4通过超声处理使之均匀混合在一起,由于Co3O4粒径很小,静电吸附作用可以使Co3O4分布在MWCNTs的表面,成功制备出了 Co304-MWCNTs纳米复合材料。该纳米复合物对于苯酚具有较好的催化作用,与单一的Co3O4或者MWCNTs相比,Co3O4-MWCNTs纳米复合材料对苯酚电催化氧化性能更好。苯酚/O2燃料电池的构建是以Co3O4-MWCNTs作...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－７普通镍泡沫（Ａ－Ｃ）和！＊ＧＯ－Ｎｉ改性镍泡沫（Ｄ－Ｆ）的ＳＥＭ阁像；Ａ和Ｄ的插图是相应的ＳＥＭ图片
壳中含量丰富，而且价格低廉且对环境污染小。达到纳米尺寸的非贵金属氧化物，兼有非贵金属??和纳米材料的优势，科研工作者通过不同的合成方法或者改变某些实验条件合成出了多种形貌的??非贵金属纳米材料，在燃料电池中具有广泛的应用。如图１－〗〇所示，Ｈ〇ｎｇ【Ｍ］等人通过分离成核／??生长、阴离子交换合成了?ＣｕＣｅ层状双氢氧化物（ＣｕＣｅＬＤＨ），然后以此为前驱体合成了?Ｃｅ掺??杂的ＣｕＯ纳米片（Ｃｕ－Ｃｅ－Ｏ），以Ｃｕ－Ｃｅ－０纳米复合物作为无Ｐｔ的高效电催化剂用于燃料电池的??氧还原反应，ＯＲＲ测试结果表明，与商业Ｐｔ／Ｃ催化剂相比，Ｃｕ－Ｃｅ－０电催化剂具有更高的电催??化活性和稳定性。Ｄｏｎｇ％及其合作伙伴通过溶剂热法合成了具有马卡龙饼干形状的ＦｅＣ〇；！〇４纳米??材料，如图Ｍ］所示，该纳米材料的形貌像平时吃的马卡龙饼干的形状，以该材料修饰活性炭电??极作为直接葡萄糖燃料电池的阳极时可以增加电极的交换电流密度，减少电子转移电阻，燃料电??池的阴极是Ｃｕ２０－Ｃｕ修饰的活性炭电极，所构建燃料电池的最大功率密度为３５．９１?＼＾ｎｒ２。除此??之外，ＮｂＯｆＵ?ＺｎＯ［６７］、ＮｉＯ［６Ｓ］、Ｔｉ０２［６９辱作为电催化剂在燃料电池的应用中也展现出了很好的??电催化性能。??｝?Ｍｍ??■．?－：＇?．??ＧＯ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ＧＯ－Ｓｎ４＇?ｃｏｍｐｌｅｘ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ?Ｇ０－Ｓｎ４＊－．Ｍ〇０４２?ｃｏｍｐｌｅｘ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ??．?一
学硕士学位论文?第三章Ｃ〇３〇４－ＭＷＣＮＴＳ修饰阳极构建苯酚／〇２燃料电ＮＴｓ／ＧＣＥ、ＭＷＣＮＴｓ－Ｃｏ３〇４／ＧＣＥ。??极材料修饰电极的制备：使用电沉积铂膜作为阴极材料催化氧还原，参考文献［１１５］采用法在ＧＣＥ上电沉积Ｐｔ膜，分别使用饱和甘汞电极（ＳＣＥ）和铂柱电极作为参比电极和，电解液为?ＯｊｉｎｏｌＩ＾ｆｔＳＣＭ?（含］．８ｘｌ〇－３ｍｏｌ．Ｌ－！Ｈ２ＰｔＣｌ６），电位窗口为－０．３－０．４Ｖ，为１００?ｍＶ＇ｓ－１，循环３０周得到铂膜电极，记作Ｐｔ／ＧＣＥ。??果与讨论??材料的表征??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多级纳米结构过渡金属氧化物作为超级电容器电极材料的应用（英文）[J]. 郑明波,肖潇,李露露,顾鹏,戴晓,唐浩,胡钦,薛怀国,庞欢. Science China Materials. 2018(02)
[2]低温燃料电池用非贵金属氧还原催化剂研究进展[J]. 马紫峰,张慧娟,原鲜霞,蒋淇忠. 化工进展. 2011(01)
硕士论文
[1]碳纳米管负载铁镍氧化物及检测苯酚的研究[D]. 王建康.哈尔滨工业大学 2013
[2]酶型生物燃料电池的研究[D]. 赵丹.安徽师范大学 2013
[3]碳纳米管基酶生物燃料电池酶电极研究[D]. 邹琼.湖南大学 2013
本文编号：3293235
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－７普通镍泡沫（Ａ－Ｃ）和！＊ＧＯ－Ｎｉ改性镍泡沫（Ｄ－Ｆ）的ＳＥＭ阁像；Ａ和Ｄ的插图是相应的ＳＥＭ图片
壳中含量丰富，而且价格低廉且对环境污染小。达到纳米尺寸的非贵金属氧化物，兼有非贵金属??和纳米材料的优势，科研工作者通过不同的合成方法或者改变某些实验条件合成出了多种形貌的??非贵金属纳米材料，在燃料电池中具有广泛的应用。如图１－〗〇所示，Ｈ〇ｎｇ【Ｍ］等人通过分离成核／??生长、阴离子交换合成了?ＣｕＣｅ层状双氢氧化物（ＣｕＣｅＬＤＨ），然后以此为前驱体合成了?Ｃｅ掺??杂的ＣｕＯ纳米片（Ｃｕ－Ｃｅ－Ｏ），以Ｃｕ－Ｃｅ－０纳米复合物作为无Ｐｔ的高效电催化剂用于燃料电池的??氧还原反应，ＯＲＲ测试结果表明，与商业Ｐｔ／Ｃ催化剂相比，Ｃｕ－Ｃｅ－０电催化剂具有更高的电催??化活性和稳定性。Ｄｏｎｇ％及其合作伙伴通过溶剂热法合成了具有马卡龙饼干形状的ＦｅＣ〇；！〇４纳米??材料，如图Ｍ］所示，该纳米材料的形貌像平时吃的马卡龙饼干的形状，以该材料修饰活性炭电??极作为直接葡萄糖燃料电池的阳极时可以增加电极的交换电流密度，减少电子转移电阻，燃料电??池的阴极是Ｃｕ２０－Ｃｕ修饰的活性炭电极，所构建燃料电池的最大功率密度为３５．９１?＼＾ｎｒ２。除此??之外，ＮｂＯｆＵ?ＺｎＯ［６７］、ＮｉＯ［６Ｓ］、Ｔｉ０２［６９辱作为电催化剂在燃料电池的应用中也展现出了很好的??电催化性能。??｝?Ｍｍ??■．?－：＇?．??ＧＯ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ＧＯ－Ｓｎ４＇?ｃｏｍｐｌｅｘ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ?Ｇ０－Ｓｎ４＊－．Ｍ〇０４２?ｃｏｍｐｌｅｘ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ??．?一
学硕士学位论文?第三章Ｃ〇３〇４－ＭＷＣＮＴＳ修饰阳极构建苯酚／〇２燃料电ＮＴｓ／ＧＣＥ、ＭＷＣＮＴｓ－Ｃｏ３〇４／ＧＣＥ。??极材料修饰电极的制备：使用电沉积铂膜作为阴极材料催化氧还原，参考文献［１１５］采用法在ＧＣＥ上电沉积Ｐｔ膜，分别使用饱和甘汞电极（ＳＣＥ）和铂柱电极作为参比电极和，电解液为?ＯｊｉｎｏｌＩ＾ｆｔＳＣＭ?（含］．８ｘｌ〇－３ｍｏｌ．Ｌ－！Ｈ２ＰｔＣｌ６），电位窗口为－０．３－０．４Ｖ，为１００?ｍＶ＇ｓ－１，循环３０周得到铂膜电极，记作Ｐｔ／ＧＣＥ。??果与讨论??材料的表征??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多级纳米结构过渡金属氧化物作为超级电容器电极材料的应用（英文）[J]. 郑明波,肖潇,李露露,顾鹏,戴晓,唐浩,胡钦,薛怀国,庞欢. Science China Materials. 2018(02)
[2]低温燃料电池用非贵金属氧还原催化剂研究进展[J]. 马紫峰,张慧娟,原鲜霞,蒋淇忠. 化工进展. 2011(01)
硕士论文
[1]碳纳米管负载铁镍氧化物及检测苯酚的研究[D]. 王建康.哈尔滨工业大学 2013
[2]酶型生物燃料电池的研究[D]. 赵丹.安徽师范大学 2013
[3]碳纳米管基酶生物燃料电池酶电极研究[D]. 邹琼.湖南大学 2013
本文编号：3293235
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