ZnO纳米材料的甲醇氧化催化性能研究

发布时间：2017-11-24 12:01

  本文关键词：ZnO纳米材料的甲醇氧化催化性能研究

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【摘要】：随着能源危机问题与环境污染问题的日益严重,直接甲醇燃料电池这种新型清洁能源装置成为首选的未来可携带能源。如今商业中应用的直接甲醇燃料电池常用的Pt类金属催化剂虽然有好的催化效果,但具有易中毒、造价昂贵等缺点。因此为了能够找到一种高效、绿色并且稳定的直接甲醇燃料电池催化剂。本文在前人研究的基础上研究了ZnO这种廉价的、绿色的过渡金属氧化物对甲醇氧化的催化性能。本文的主要工作如下：1.第一部分工作主要是：利用简单的水热方法制备出了两种不同形貌的ZnO纳米材料。其中包括：结晶性非常好的单晶ZnO纳米线和结晶性差的多晶ZnO纳米片。然后对这两种材料进行材料表征,并且分别的测试了这两种材料的电化学性能,最后测试它们对甲醇氧化的催化性能。测试完之后,通过分析实验结果发现：多晶的ZnO纳米片由于自身的多晶结构,它的电化学氧化还原性能比单晶的ZnO纳米线的电化学氧化还原性能好。但是从在这两种材料对甲醇氧化的催化性能方面来说,单晶的ZnO纳米线比多晶的ZnO纳米片具有更好的导电性,因此单晶的ZnO纳米线具有更好的甲醇氧化催化性能。值得注意的是,这两种材料对甲醇氧化都具有优秀的催化稳定性,不会出现中毒现象。2.第二部分工作是在研究了ZnO纳米材料对甲醇氧化催化的基础上,研究了外部变量紫外光照对ZnO纳米材料催化性能的影响,通过研究实验结果我们发现：无论是ZnO纳米线还是ZnO纳米片,在具有紫外光照的条件下,它们的甲醇氧化催化性能都有明显的提高。并且这两种不同形貌的ZnO纳米材料在紫外光照的条件下都具有很好的甲醇氧化的催化稳定性。但是通过对比可以得知,紫外光对单晶的ZnO纳米线的甲醇氧化催化性能的影响比它对多晶的ZnO纳米片的影响大,而这个现象出现的原因也是由ZnO纳米线材料的自身结构决定的。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O643.36;TM911.4

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本文编号：1222156