碳基非贵金属氧还原催化剂的制备及其性能研究

发布时间：2018-01-09 00:22

  本文关键词：碳基非贵金属氧还原催化剂的制备及其性能研究　出处：《青岛大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 氧还原反应 电催化 自组装 碳纳米材料

【摘要】：开发低成本、高性能的阴极氧还原(ORR)催化剂来替代贵金属铂催化剂是质子交换膜燃料电池(PEMFCs)研究的重要课题。通过合理设计优化非贵金属催化剂材料的组成和纳米结构能够显著增强ORR催化性能。本论文通过静电和氢键这些弱相互作用将不同的催化剂前驱体进行了有效的预组装,然后经过高温焙烧制备出了碳基非贵金属ORR催化剂,制备的催化剂材料具有优异的ORR催化性能。其合成机制对未来设计合成取代贵金属催化剂纳米材料有重要的启发作用,有望在未来的商业化大规模生产中得到应用。本论文主要的研究内容有:1.氮掺杂碳纳米管包裹钴纳米颗粒的制备及其电催化氧还原性能研究。通过静电和氢键这些弱相互作用在酸性条件下将三聚氰胺和硝酸钴进行预组装,同时加入葡萄糖,使其吸附在预组装体上。将冻干后的前驱体经程序升温后,成功制备出了氮掺杂碳纳米管包裹钴纳米颗粒(Co@N-CNTs)。通过这种方法制备的Co@N-CNTs不仅具有优越的电催化活性,而且在酸性和碱性条件下都有很高的稳定性。2.碳纳米颗粒/氮磷共掺杂碳纳米片的制备及其电催化氧还原性能研究。通过无模板的一步法自组装前驱体三聚氰胺和植酸,经过高温焙烧后制备了碳纳米颗粒/氮、磷共掺杂的碳纳米片催化剂材料(N-P/CNS)。制备的N-P/CNS-1000在氧还原性能测试中具有更正的起始电位和更大的电流密度,并呈现四电子转移反应,可以与商业Pt/C相媲美,而且在碱性溶液中显示出了优越的抗甲醇性能以及长程稳定性。这种非金属氧还原催化剂材料的合成机制对未来大规模设计合成取代金属催化剂纳米材料具有重要的启发作用。
[Abstract]:This paper deals with the preparation of carbon nano - particles / N - P co - doped carbon nano - particles by means of electrostatic and hydrogen bonding .

【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王丽娟;在石墨及聚酞菁化合物电极上氧还原的电催化[J];催化学报;1988年01期

2 黄幼菊;李伟善;黄青丹;李伟;张庆龙;蒋腊生;;氢钼青铜对铂催化氧还原反应的促进作用[J];高等学校化学学报;2007年05期

3 李之乐;曾为民;马玉录;;聚苯胺载铂钯电极的制备及氧还原催化性能研究[J];华东理工大学学报(自然科学版);2013年04期

4 李萍;李升宪;胡晓宏;王会勤;;球磨方法对氧还原催化剂性能的影响[J];电池;2006年03期

5 位辰先,田建华,梁宝臣,刘邦卫;制备条件对卟啉钴氧还原催化性能的影响[J];天津理工学院学报;2004年03期

6 孙晓然;李光跃;夏定国;张立美;李钒;;均苯四甲酰亚胺桥联的聚酞菁亚铁的氧还原反应(英文)[J];物理化学学报;2013年07期

7 左小刚;;硫酸盐还原菌对阴极氧还原反应的影响[J];新疆有色金属;2013年05期

8 张丽娟,夏定国,王振尧,袁嵘,吴自玉;铂铋金属间化合物催化剂的氧还原与抗甲醇氧化性能[J];物理化学学报;2005年03期

9 李英霞;陈章霖;罗瑞贤;陈霭t，

本文编号：1399292