钴基氧还原催化剂的制备及电化学性能研究
发布时间：2022-12-22 00:48
直接甲醇燃料电池在当今社会的发展中具有举足轻重的地位。Pt/C作为燃料电池中的氧还原催化剂,不但价格昂贵,还由于对甲醇的耐受性差,导致甲醇燃料电池无法大规模应用。因此,设计和制备用于氧还原反应（ORR）的有效、低成本且电化学和化学性能稳定的催化剂是至关重要的。金属配合物具有大的比表面积、材料多样性等特点,是一种具有应用前景的制备金属及金属化合物与碳复合材料的新型前驱体材料。本文从钴基配合物（Co-NTA）入手,在制备一系列催化剂的同时,有望为高效催化剂的制备提供一种简单而有效的方法。通过溶剂热方法合成出线状Co-NTA,并在惰性气氛中一步原位热解硫化,制备出多孔CoS1.097-C复合纳米线。这种复合纳米线是由碳包覆的CoS1.097纳米颗粒聚集而成,且碳层与纳米粒子之间连接紧密,具有较大的比表面积。这种独特的一维多孔结构,为ORR反应提供大量活性位点,并改善CoS1.097和C之间的电子传输性能。电化学测试表明,优化后的CoS1.097-C复合纳米线催化剂显示出0.90 V的起始电位和0.79 V...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 燃料电池概述
1.2.1 燃料电池的组成及分类
1.2.2 直接甲醇燃料电池(DMFC)简介
1.2.3 直接甲醇燃料电池(DMFC)的组成及工作原理
1.2.4 氧还原反应及原理
1.3 氧还原催化剂
1.3.1 氧还原催化剂分类
1.3.2 钴基催化剂的发展
1.3.3 氧还原催化剂的性能指标
1.4 论文选题依据及研究内容
1.4.1 选题依据
1.4.2 研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验药品和试剂
2.2 实验设备和仪器
2.3 材料的表征与分析方法
2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.3.2 X射线衍射(XRD)
2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.4 透射电子显微镜(TEM)
2.3.5 氮气吸附-脱附测试
2.3.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.7 拉曼光谱(Raman)
2.4 电化学性能测试方法
2.4.1 循环伏安法(CV)
2.4.2 线性扫描伏安法(LSV)
2.4.3 交流阻抗测试(EIS)
2.4.4 计时电流法(CA)
第3章 硫化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 硫化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
3.2.1 硫化钴-碳复合纳米线的制备
3.2.2 电极的制备
3.2.3 电化学性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 Co-NTA纳米线的表征
3.3.2 硫化钴-碳复合纳米线的表征
3.3.3 硫化钴-碳复合纳米线的电化学性能研究
3.3.4 硫化钴-碳复合纳米线ORR催化性能影响因素分析
3.4 本章小结
第4章 钴@硒化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 钴@硒化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
4.2.1 钴@硒化钴-碳复合纳米线的制备
4.2.2 电极的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 钴@硒化钴-碳复合纳米线的表征
4.3.2 钴@硒化钴-碳复合纳米线的电化学性能研究
4.3.3 硒化钴复合纳米线的ORR催化性能影响因素分析
4.4 本章小结
第5章 Co-CN复合纳米线的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 Co-CN复合纳米线的制备及电化学性能研究
5.2.1 Co-CN复合纳米线的制备
5.2.2 电极的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 Co-CN复合纳米线的表征
5.3.2 Co-CN复合纳米线的电化学性能研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
硕士期间发表论文
本文编号：3723097
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
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中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 燃料电池概述
1.2.1 燃料电池的组成及分类
1.2.2 直接甲醇燃料电池(DMFC)简介
1.2.3 直接甲醇燃料电池(DMFC)的组成及工作原理
1.2.4 氧还原反应及原理
1.3 氧还原催化剂
1.3.1 氧还原催化剂分类
1.3.2 钴基催化剂的发展
1.3.3 氧还原催化剂的性能指标
1.4 论文选题依据及研究内容
1.4.1 选题依据
1.4.2 研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验药品和试剂
2.2 实验设备和仪器
2.3 材料的表征与分析方法
2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.3.2 X射线衍射(XRD)
2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.4 透射电子显微镜(TEM)
2.3.5 氮气吸附-脱附测试
2.3.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.7 拉曼光谱(Raman)
2.4 电化学性能测试方法
2.4.1 循环伏安法(CV)
2.4.2 线性扫描伏安法(LSV)
2.4.3 交流阻抗测试(EIS)
2.4.4 计时电流法(CA)
第3章 硫化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 硫化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
3.2.1 硫化钴-碳复合纳米线的制备
3.2.2 电极的制备
3.2.3 电化学性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 Co-NTA纳米线的表征
3.3.2 硫化钴-碳复合纳米线的表征
3.3.3 硫化钴-碳复合纳米线的电化学性能研究
3.3.4 硫化钴-碳复合纳米线ORR催化性能影响因素分析
3.4 本章小结
第4章 钴@硒化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 钴@硒化钴-碳复合纳米线的制备及电化学性能研究
4.2.1 钴@硒化钴-碳复合纳米线的制备
4.2.2 电极的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 钴@硒化钴-碳复合纳米线的表征
4.3.2 钴@硒化钴-碳复合纳米线的电化学性能研究
4.3.3 硒化钴复合纳米线的ORR催化性能影响因素分析
4.4 本章小结
第5章 Co-CN复合纳米线的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 Co-CN复合纳米线的制备及电化学性能研究
5.2.1 Co-CN复合纳米线的制备
5.2.2 电极的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 Co-CN复合纳米线的表征
5.3.2 Co-CN复合纳米线的电化学性能研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
硕士期间发表论文
本文编号：3723097
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