钯基三元合金/氮掺杂石墨烯的制备及其电化学性能研究
发布时间：2021-08-20 08:47
本文主要是研究钯基三元合金纳米催化剂的氧还原反应（ORR）性能及其应用。目前为止,Pt基电催化剂用于催化ORR活性得到最好的效果。然而,由于其成本高,资源匮乏,抗CO毒性差,是其商业应用的最大障碍。因此,开发高催化活性的非铂催化剂具有重要意义。钯与铂在元素周期表中是同一副族,并具有类似的电子结构,在碱性电解质中表现出优良的电催化活性和抵抗CO中毒特性。此外,因钯在地球上的资源至少是铂的五十倍,更具有成本优势,被认为是一个很有前途的候选材料。与过渡金属元素复合来降低贵金属钯的用量,并将其与有活性的载体材料进行复合来提高催化活性是钯基纳米催化剂商业化的重要途径。本文选用石墨烯作为载体,通过对其进行氮掺杂诱导石墨烯表面的电荷重排,创造出新的催化中心,提高其催化活性;通过在钯中加入过渡金属形成合金来改变钯的电子结构,使其在低的电压下很快形成氢氧化物,最大限度地降低CO中毒,同时降低钯基合金催化剂的使用成本,最终获得Pd基三元合金/氮掺杂石墨烯纳米催化剂,主要的研究结果如下:（1）通过固相球磨热处理方法制备氮掺杂石墨烯（NG）载体材料,研究氧化石墨烯和三聚氰胺配比对其结构和性能的影响。通过XRD...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 氧还原反应（ORR）的研究背景与意义
1.2 氧还原反应（ORR）的催化机理
1.3 Pd基合金催化剂的研究现状
1.3.1 催化剂的合成方法
1.3.2 钯基催化剂的种类
1.4 催化剂的载体材料
1.5 锂空气电池中的应用
1.6 本论文的选题依据和研究内容
1.6.1 本论文选题依据
1.6.2 本论文研究内容
1.6.3 本论文的创新点
第二章 实验材料和仪器测试
2.1 实验原料
2.2 实验仪器
2.3 材料表征方法
2.4 电化学测试方法
第三章 氮掺杂石墨烯的电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 氮掺杂石墨烯的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的SEM分析
3.3.2 氮掺杂石墨烯的EDS分析
3.3.3 材料的热重分析
3.3.4 氮掺杂石墨烯的元素分析
3.3.5 材料的XPS分析
3.3.6 材料的XRD分析
3.3.7 材料的拉曼光谱分析
3.3.8 材料的红外分析
3.3.9 材料的电化学测试
3.4 本章小结
第四章 PdCuNi/NG纳米催化剂的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 氮掺杂石墨烯的制备
4.2.2 氮掺杂石墨烯负载合金的制备
4.2.3 旋转圆盘的测试
4.2.4 锂空气电池的组装
4.3.结果与讨论
4.3.1 材料的SEM表征
4.3.2 PdCuNi/NG的EDS分析
4.3.3 材料的TEM表征
4.3.4 材料的拉曼光谱分析
4.3.5 材料的XRD分析
4.3.6 材料的XPS分析
4.3.7 材料的电化学性能研究
4.4 本章小结
第五章 PdSnCo/NG纳米催化剂的制备与性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 氮掺杂石墨烯的制备
5.2.2 PdSnCo/NG纳米催化剂的制备
5.3.结果与讨论
5.3.1 材料的FE-SEM分析
5.3.2 材料的EDS分析
5.3.3 材料的TEM分析
5.3.4 材料的XRD分析
5.3.5 材料的拉曼光谱分析
5.3.6 材料的XPS分析
5.3.7 材料的电化学性能
5.4.本章小结
第六章 PdNiSn/NG纳米催化剂的制备与电化学性能的研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 合成纳米催化剂
6.3 结果与讨论
6.3.1. 材料的SEM分析
6.3.2 PdNiSn/NG的EDS分析
6.3.3 材料的XRD分析
6.3.4 材料的拉曼光谱分析
6.3.5 材料的TEM分析
6.3.6 材料的XPS分析
6.3.7 旋转圆盘测试
6.3.8 锂空气电池中的应用
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3353193
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 氧还原反应（ORR）的研究背景与意义
1.2 氧还原反应（ORR）的催化机理
1.3 Pd基合金催化剂的研究现状
1.3.1 催化剂的合成方法
1.3.2 钯基催化剂的种类
1.4 催化剂的载体材料
1.5 锂空气电池中的应用
1.6 本论文的选题依据和研究内容
1.6.1 本论文选题依据
1.6.2 本论文研究内容
1.6.3 本论文的创新点
第二章 实验材料和仪器测试
2.1 实验原料
2.2 实验仪器
2.3 材料表征方法
2.4 电化学测试方法
第三章 氮掺杂石墨烯的电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 氮掺杂石墨烯的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的SEM分析
3.3.2 氮掺杂石墨烯的EDS分析
3.3.3 材料的热重分析
3.3.4 氮掺杂石墨烯的元素分析
3.3.5 材料的XPS分析
3.3.6 材料的XRD分析
3.3.7 材料的拉曼光谱分析
3.3.8 材料的红外分析
3.3.9 材料的电化学测试
3.4 本章小结
第四章 PdCuNi/NG纳米催化剂的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 氮掺杂石墨烯的制备
4.2.2 氮掺杂石墨烯负载合金的制备
4.2.3 旋转圆盘的测试
4.2.4 锂空气电池的组装
4.3.结果与讨论
4.3.1 材料的SEM表征
4.3.2 PdCuNi/NG的EDS分析
4.3.3 材料的TEM表征
4.3.4 材料的拉曼光谱分析
4.3.5 材料的XRD分析
4.3.6 材料的XPS分析
4.3.7 材料的电化学性能研究
4.4 本章小结
第五章 PdSnCo/NG纳米催化剂的制备与性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 氮掺杂石墨烯的制备
5.2.2 PdSnCo/NG纳米催化剂的制备
5.3.结果与讨论
5.3.1 材料的FE-SEM分析
5.3.2 材料的EDS分析
5.3.3 材料的TEM分析
5.3.4 材料的XRD分析
5.3.5 材料的拉曼光谱分析
5.3.6 材料的XPS分析
5.3.7 材料的电化学性能
5.4.本章小结
第六章 PdNiSn/NG纳米催化剂的制备与电化学性能的研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 合成纳米催化剂
6.3 结果与讨论
6.3.1. 材料的SEM分析
6.3.2 PdNiSn/NG的EDS分析
6.3.3 材料的XRD分析
6.3.4 材料的拉曼光谱分析
6.3.5 材料的TEM分析
6.3.6 材料的XPS分析
6.3.7 旋转圆盘测试
6.3.8 锂空气电池中的应用
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3353193
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3353193.html
