PtM/石墨烯基三维复合催化剂的制备及其对甲醇的催化氧化行为的研究

发布时间：2021-10-31 22:00

　　直接甲醇燃料电池（DMFC）是最有应用潜力的清洁型能源之一。DMFC中一般都会采用金属Pt作为它的阳极催化剂,贵金属Pt价格昂贵、催化效率低且稳定性差等缺点阻碍了DMFC的商业化推广。因此探索出一种高催化效率、高抗中毒性和强稳定性的Pt基催化剂是解决DMFC阳极催化剂问题的关键。二维碳纳米材料石墨烯具有极大的比表面积和高导电性,利用石墨烯的优异性质,构建三维或多维度复合结构作为Pt基催化剂的载体,多维结构增大复合催化剂的活性比表面积,同时能够避免石墨烯在反应过程中的不可逆团聚作用,提供更多的电子传递路径,增强催化剂的稳定性和甲醇氧化速率,从而能够实现DMFC的电池输出功率密度和使用寿命的提高。Pt基二元或三元复合催化剂与纯Pt相比,具有更高的抗一氧化碳中毒性,提高了贵金属Pt的利用率,降低成本,对甲醇氧化反应能够表现出更好的催化性能。本论文通过探究构建三维或多维的石墨烯基复合材料,并作为载体负载Pt或PtM纳米颗粒合成复合催化剂,从而提高催化剂的催化活性、抗中毒性和稳定性。主要涵盖了以下四个方面:（1）通过水热法合成了三维石墨烯,以三维石墨烯为载体采用电沉积法制备了PtNi/三维石墨烯... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 直接甲醇燃料电池(DMFC)概述
        1.1.1 DMFC的工作原理
        1.1.2 DMFC的特点和优势
        1.1.3 DMFC的研究进展及存在问题
    1.2 DMFC阳极催化剂的研究
        1.2.1 DMFC阳极催化机理
        1.2.2 Pt基催化剂的研究概况
            1.2.2.1 Pt基催化剂的组成
            1.2.2.2 Pt基催化剂的形貌
    1.3 石墨烯基三维复合催化剂的研究
    1.4 本课题的设计思路及研究内容
第二章 电化学合成PtNi/三维石墨烯复合催化剂及对甲醇的催化氧化
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 PtNi/3DGN纳米复合物的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PtNi/3DGN的表面形貌及组成
        2.3.2 电化学表征
        2.3.3 优化实验
    2.4 总结
第三章 PtNiCo/三维石墨烯复合材料的电沉积制备及其对甲醇的催化氧化
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 PtNiCo/3DGN复合催化剂的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PtNiCo/3DGN复合催化剂的形貌表征
        3.3.2 电化学表征
        3.3.3 PTNICO/3DGN复合催化剂中NI和CO元素比例的优化
    3.4 总结
第四章 Pt/氢氧化镍-氢氧化钴/石墨烯复合材料的制备及对甲醇的催化氧化
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 Pt/氢氧化镍-氢氧化钴/石墨烯复合催化剂的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌及组分表征
        4.3.2 Pt/氢氧化镍-氢氧化钴/石墨烯催化甲醇氧化的性能研究
    4.4 总结
第五章 PtM（M=Ni，Co）/石墨烯-碳量子点-石墨烯复合催化剂的制备及对甲醇的电催化氧化
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验仪器
        5.2.3 碳量子点的制备
        5.2.4 PtM（M=Ni，Co）/石墨烯-碳量子点-石墨烯复合催化剂
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 石墨烯-碳量子点-石墨烯的形貌表征
        5.3.2 电化学表征
    5.4 总结
结论
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]拉曼光谱在石墨烯结构表征中的应用[J]. 吴娟霞,徐华,张锦.  化学学报. 2014(03)
[2]电化学合成PtCo/石墨烯复合催化剂及对甲醇的电催化氧化[J]. 史国玉,王宗花,夏建飞,张菲菲,夏延致,李延辉.  化学学报. 2013(02)
[3]Pt纳米花/ZnO复合阵列的制备及对甲醇氧化催化的研究[J]. 高莉,鄂义峰,范楼珍.  电化学. 2009(04)
[4]Pt-Mo电极上CO、甲醛和甲醇的电催化氧化——微分电化学质谱研究[J]. 王红森.  化学学报. 2002(04)



本文编号：3468932