新型PtFeN/C和PtNiMoN/C系列氧还原电催化剂的制备及性能表征

发布时间：2021-03-07 10:11

　　众所周知,高成本低稳定性一直是阻碍质子交换膜燃料电池商业化进展的主要因素,特别是氧还原反应（ORR）电催化剂。为了降低成本,提高电催化剂的稳定性,通过浸渍还原法制备了两种不同的新型燃料电池电催化剂,并利用一系列物性和电化学性能表征手段对这两种电催化剂进行了详细深入的机理分析,主要结论如下所示:（1）通过浸渍还原法以及后续的NH₃气氛下的高温热处理,制备出了不同Pt-Fe原子比的PtFe纳米电催化剂。结合XRD、STEM、XPS和ICP等物化性能表征方法发现,我们制得的电催化剂是富Pt的核壳纳米电催化剂。循环伏安法（CV）测试结果显示,这些电催化剂在O2饱和的0.1 mol·L-1 HCl O4溶液中有着较高的ORR性能,其中,PtFe3N/C电催化剂的质量活性最高,为336.45 m A·mg-1Pt（0.90 V vs.RHE）,比同电位下商业Pt/C电催化剂的质量活性（135.44 m A·mg-1 Pt）高3倍左右。此外,PtFe3N/C电催化剂在O2饱和的HCl O4溶液中加速30K圈后,PtFe3N/C对应的质量活性降为209.68 m A·mg-1,降... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 质子交换膜燃料电池的组成及结构
    1.3 质子交换膜燃料电池的工作原理
    1.4 质子交换膜燃料电池电催化剂的制备方法
    1.5 质子交换膜燃料电池电催化剂的种类
    1.6 本文研究意义及内容
2 实验材料和实验方法
    2.1 实验所需材料及仪器
    2.2 电催化剂的制备
    2.3 主要测试手段
3 FeN增强FeN@Pt核壳电催化剂的ORR性能研究
    3.1 引言
    3.2 PtFe电催化剂的制备
    3.3 PtFe电催化剂的表征
    3.4 PtFe电催化剂的物化性能分析
    3.5 PtFe电催化剂的电化学性能分析
    3.6 结论
4 PtNiMoN合金电催化剂的制备及氧还原性能研究
    4.1 引言
    4.2 PtNiMo电催化剂的制备
    4.3 PtNiMo电催化剂的表征
    4.4 PtNiMo电催化剂的物化性能分析
    4.5 PtNiMo电催化剂的电化学性能分析
    4.6 结论
5 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]通过Au修饰提高质子交换膜燃料电池PtCo合金催化剂稳定性[J]. 陈磊,齐意,木士春.  表面技术. 2015(01)
[2]直接甲醇燃料电池关键材料的表面改性及其研究进展[J]. 何璧,聂明,李庆,刘晓卫,杜胜娟,周倩,廖羽佳,王宏煜,袁宇,刘其阳,李欢,唐彬彬.  表面技术. 2014(03)
[3]低温燃料电池非铂催化剂研究进展[J]. 张洁,唐水花,廖龙渝,郁卫飞.  催化学报. 2013(06)
[4]核壳结构低铂催化剂:设计、制备及核的组成及结构的影响[J]. 陈丹,舒婷,廖世军.  化工进展. 2013(05)
[5]用于燃料电池Co@Pt/C核壳结构催化剂的制备及表征[J]. 曹春晖,林瑞,赵天天,黄真,马建新.  物理化学学报. 2013(01)
[6]Mo含量对Ni-Mo-B非晶态合金催化剂结构及催化二硝基甲苯加氢性能的影响[J]. 闫少伟,范辉,梁川,李忠.  高等学校化学学报. 2012(09)
[7]电化学去合金化Pt（Pd）-Cu对氧的电催化还原活性的研究[J]. 杨瑞枝,Peter Strasser,Michael Toney.  电化学. 2012(02)
[8]低温燃料电池用非贵金属氧还原催化剂研究进展[J]. 马紫峰,张慧娟,原鲜霞,蒋淇忠.  化工进展. 2011(01)
[9]Fe对Pt-Fe/C催化剂电催化氧还原反应活性的影响[J]. 王彦恩,唐亚文,周益明,高颖,刘长鹏,陆天虹.  高等学校化学学报. 2007(04)

硕士论文
[1]Pt/AuNiFe/C多金属氧还原催化剂研究[D]. 王紫娟.重庆大学 2014
[2]质子交换膜燃料电池膜电极结构和性能研究[D]. 臧超.天津大学 2012
[3]质子交换膜燃料电池阴极电催化剂的制备与表征[D]. 娄群.北京化工大学 2012



本文编号：3068889