钴基纳米晶/杂原子掺杂石墨烯气凝胶作为高效的氧电极催化剂
发布时间：2021-06-25 09:07
随着人们对能源和环境问题的日益重视,具有高效、低成本和环境友好等特点的能量转换和存储系统得到广泛的关注。在不同的能量技术中,氧还原反应和氧析出反应的电催化剂是非常重要的,包括燃料电池和水裂解技术。迄今为止,对于燃料电池,氧还原反应催化剂常用Pt基催化剂,而水裂解技术中氧析出反应催化剂常用Ru基和Ir基催化剂。然而,这些贵金属催化剂成本高、储量稀少、稳定性差,不能大规模应用于商业中。因此,渴望具有高效的、好的稳定性的非贵金属催化剂代替贵金属催化剂。本文采用水热-热处理方法制备了两种非贵金属催化剂,分别简写为Co/N,P-GA和Co9S8/N,S,P-GA。复合材料的形貌和结构通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）和X射线光电子能谱（XPS）等进行表征,采用CV、LSV、RRDE和i-t等测试方法来研究催化剂的催化性能。测试结果表明制得的Co/N,P-GA复合材料有很好的ORR催化性能,Co9S8/N,S,P-GA复合材料对ORR和OER有好的催化性能,两种复合物都有...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DMFC的工作原理示意图
图 1.2 以 2 维石墨烯为基础单元形成不同维度碳材料，石墨烯不仅稳定，而且展现出非凡的性能，包括高的杨氏模量率、大的比表面积(单层石墨烯，理论上 2630 m2g-1)、杰出的电子、强的机械性能、高的化学稳定性、光学透射率以及双极化电场效应，这些特殊性能使其在不同应用领域有广泛的应用，例如生物医、能源转换和存储装置，显示器和太阳能电池等。这些独特的性方面对于提供新的方案以及关键的改进有了可能性。例如，导电表面积可以使分析物分子高密度的吸附在上面，这样就促进了高化。石墨烯与氧化还原物种之间灵巧的电子转移打开了一种基于媒介的传感策略的可能。因此，近年来，石墨烯在电化学领域引D 材料已经在电化学方面有了潜在的应用，而且在这个领域发展石墨烯和相关材料的评论已经发表，另外有一些特别的强调石墨论也已经发表[72-74]。烯分散的溶液干燥时，由于单个石墨烯薄片之间的范德华力和 π-它们有聚集的倾向。通过将纳米粒子引入石墨烯层，并且纳米粒
16图 3.1 (a)N-GA-900 的透射图像；(b,c)不同分辨率的 Co/N,P-GA-900 的透射图像，(c)是在高分辨率下的透射(HRTEM)图像。N-GA-900 和 Co/N,P-GA-900 复合材料的形貌通过 TEM 进行表征分析。图 3.1a 为N-GA-900 的透射电镜图，从图中可以看到三维 N-GA-900 材料典型的褶皱结构。从Co/N,P-GA-900 的 TEM 图像(图 3.1b)中看到 Co 纳米颗粒负载在三维石墨烯片上。从高分辨 TEM 图像(图 3.1c)中可以清楚的看到 Co 纳米颗粒的晶格条纹，其晶格间距大约为 0.21 nm，与 Co 的(111)晶面的晶格间距相一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的制备方法及其性能研究[J]. 肖淑娟,于守武,谭小耀. 化学世界. 2015(06)
[2]直接甲醇燃料电池的耐甲醇阴极电催化剂炭载四羧基酞菁钴的研究[J]. 李旭光,邢巍,陆天虹,季怡萍,梁宏莹,邵允. 高等学校化学学报. 2003(07)
博士论文
[1]石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D]. 吴洪鹏.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及超级电容性能研究[D]. 汪建德.西南科技大学 2015
本文编号：3248929
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DMFC的工作原理示意图
图 1.2 以 2 维石墨烯为基础单元形成不同维度碳材料，石墨烯不仅稳定，而且展现出非凡的性能，包括高的杨氏模量率、大的比表面积(单层石墨烯，理论上 2630 m2g-1)、杰出的电子、强的机械性能、高的化学稳定性、光学透射率以及双极化电场效应，这些特殊性能使其在不同应用领域有广泛的应用，例如生物医、能源转换和存储装置，显示器和太阳能电池等。这些独特的性方面对于提供新的方案以及关键的改进有了可能性。例如，导电表面积可以使分析物分子高密度的吸附在上面，这样就促进了高化。石墨烯与氧化还原物种之间灵巧的电子转移打开了一种基于媒介的传感策略的可能。因此，近年来，石墨烯在电化学领域引D 材料已经在电化学方面有了潜在的应用，而且在这个领域发展石墨烯和相关材料的评论已经发表，另外有一些特别的强调石墨论也已经发表[72-74]。烯分散的溶液干燥时，由于单个石墨烯薄片之间的范德华力和 π-它们有聚集的倾向。通过将纳米粒子引入石墨烯层，并且纳米粒
16图 3.1 (a)N-GA-900 的透射图像；(b,c)不同分辨率的 Co/N,P-GA-900 的透射图像，(c)是在高分辨率下的透射(HRTEM)图像。N-GA-900 和 Co/N,P-GA-900 复合材料的形貌通过 TEM 进行表征分析。图 3.1a 为N-GA-900 的透射电镜图，从图中可以看到三维 N-GA-900 材料典型的褶皱结构。从Co/N,P-GA-900 的 TEM 图像(图 3.1b)中看到 Co 纳米颗粒负载在三维石墨烯片上。从高分辨 TEM 图像(图 3.1c)中可以清楚的看到 Co 纳米颗粒的晶格条纹，其晶格间距大约为 0.21 nm，与 Co 的(111)晶面的晶格间距相一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的制备方法及其性能研究[J]. 肖淑娟,于守武,谭小耀. 化学世界. 2015(06)
[2]直接甲醇燃料电池的耐甲醇阴极电催化剂炭载四羧基酞菁钴的研究[J]. 李旭光,邢巍,陆天虹,季怡萍,梁宏莹,邵允. 高等学校化学学报. 2003(07)
博士论文
[1]石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D]. 吴洪鹏.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及超级电容性能研究[D]. 汪建德.西南科技大学 2015
本文编号：3248929
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3248929.html
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