双金属氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料作为高效的氧还原催化剂

发布时间：2021-11-19 14:20

　　随着全球能源危机的增加,可再生和可持续的新能源相对于传统化石能源拥有潜在的高能量密度及很少的环境破坏。阴极氧气还原反应（ORR）在电化学电池中是基本的反应,显著地决定燃料电池的效率。在燃料电池中,铂及铂合金是催化ORR的最可靠的电催化剂。然而,铂的高价格及稀缺,阻碍了它作为氧气还原催化剂在商业上的广泛应用。因此,渴望制备出低成本、高性能的电催化剂材料来替代高价格的铂基催化剂。本文采用水热-热处理方法制备了聚苯胺作为氮源的双金属氧化物/氮掺杂石墨烯（CoFe2O4/N-G、NiCo2O4/N-G）催化剂。利用TEM、XPS、XRD及Raman等表征方法对所制备的样品的形貌及结构进行了表征,采用CV、LSV、RRDE、i-t等方法对材料进行了性能测试,结果表明CoFe2O4/N-G 800及NiCo2O4/N-G 800有较好的催化活性,更接近Pt/C;稳定性和耐甲醇性明显地好于Pt/C。所制备的双金属氧化物/氮掺杂石墨烯有望用于直接甲醇燃料电池（DMFCs）阴极催化剂。 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

燃料电池的工作原理图

（1）扩散层 （2）催化层 （3）质子交换膜图 1.2 DMFCs 的工作原理示意图反应的相关的热力学参数，可计算出能于存在活化极化、浓度极化、欧姆极化用中利用率在 60-80%，并且比经一个卡0%）高很多[15]。要难题多优点，包括高能量密度、零排放或是，近年来引起了很多的关注。然而，DM材料价格昂贵等关键性的难题，阻碍了之一就是生产成本太高，阻碍了实际应生产成本会有所降低。然而，因为低温工

富勒烯（FULLERENE），碳纳米管（CNT），石一种已经被利用了几个世纪的天然材料，但第一次报 1970 年[56]，然而，第一次获得单层石墨烯片是在 20从石墨剥离成石墨烯片层[57]。最初，人们认为自由的，导致单层石墨烯片被发现是有所延迟的。然而，石的电子性能及机械性能，例如，在室温条件下 250000W 热传导率[59]，达到 6000S/cm 的电子传导率[60]以及2g-1 [61-62]。另外，石墨烯有很高的透过率，对可见光的氏模量，130GPa 的强度极限，单层石墨烯也是测量过材料与纳米粒子复合形成的材料由于具有独特的催化特起了关注[65]。特别的是，石墨烯本身独特的 sp2杂化碳的电子传导率[57]。提高石墨烯的电子传导率可以将石

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯及其衍生物氧化石墨烯作为新型药物载体材料在肿瘤治疗领域的应用研究[J]. 赵媛媛,殷婷婕,霍美蓉,周建平.  药学进展. 2015(01)
[2]燃料电池——新的绿色能源[J]. 崔爱玉,付颖.  应用能源技术. 2006(07)



本文编号：3505222