基于氧还原及水分解的铬和铁系碳（氮、磷）化物的合成

发布时间：2017-11-27 09:07

  本文关键词：基于氧还原及水分解的铬和铁系碳（氮、磷）化物的合成

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【摘要】：燃料电池和电解水制氢技术都被认为是21世纪最有前途的能源转化和储存手段。然而,限制它们发展的核心问题均是高昂的成本,其中催化剂的成本占了很大的比例,燃料电池阴、阳两极反应催化剂都Pt基催化剂为主,水分解的析氧反应常用的催化剂为IrO2和RuO2催化剂,而析氢反应常用的催化剂为Pt基催化剂。如何在降低贵金属的用量的同时提高电催化反应的效率,是当前研究的主要问题。由于铬和铁系碳(氮、磷)化物优异的电催化活性和碳材料优异的电子传导能力和稳定性,将其复合作为燃料电池或水分解反应的催化剂,具有重要的研究价值。因此,本论文的研究内容分为以下三个部分:1、以离子交换树脂为碳源,同步交换金属前驱体,然后溶剂热还原、碳化热解,合成Cr2C3/C复合体,这种复合体可作为高效的ORR催化剂载体。合成的10%Pt-Cr2C3/C催化剂与40%商业Pt/C相比,具有相似的起峰电位,更正的半电位、更大的极限扩散电流密度和更好的循环稳定性。2、用简单的溶剂热辅助的离子交换方法制备了一种新型的氮化铬/石墨碳胶囊(CrN/GC)电催化剂。合成的CrN/GC被首次用来作为ORR催化剂,在碱性条件下展现了优异的性能,包括较高的极限扩散电流密度、优异的抗甲醇性能和稳定性以及4电子反应。3、通过先溶剂热后磷化的方法成功制备了CoP/rGO和Ni2P/rGO复合体。其中CoP/rGO复合体在碱性条件下展现了良好的ORR和OER反应活性和稳定性。合成的Ni2P/rGO复合体在碱性条件下具有优良OER性能的同时,在酸性条件下也有一定催化HER反应的能力。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36

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本文编号：1231305