钴掺杂吡咯/间硝基苯胺类聚合物直接炭化物的制备及其氧还原电活性
发布时间：2020-12-07 08:16
燃料电池是一种环保、高效和可持续的新型化学电源。贵金属阴极催化剂由于成本太高,限制了燃料电池的商业化发展,开发新的非贵金属催化剂成了人们研究关注的热点。含氮金属大环化合物由于其对氧还原反应（ORR）具有较好的电催化活性,开始成为非贵金属催化剂的研究热门。本论文以高温热解法制备了一系列钴掺杂含氮碳载催化剂,通过多种物理表征方法发现,加入聚乙烯吡咯烷酮对催化剂起到更加好的分散作用,颗粒粒径更小,分布更均匀,所制备的催化剂表现出较好的ORR电催化活性。以此为基础制备了加入间硝基苯胺的催化剂,含氮量更多的氮源使得催化剂在碱性环境中对ORR的催化活性有所提高,催化活性趋于稳定,对醇具有较好的耐受力,且制备过程简单。将催化剂应用于无膜的直接醇（肼）燃料电池,测试了电池的放能性能。主要研究内容包括以下几点:（1）通过高温热解法,在N2氛围下将含有Co掺杂吡咯（PY）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、碳黑和多壁碳纳米管的前驱体于800℃下加热,得到一系列钴掺杂的氮碳复合物催化剂Co-PVP-PY/CNT、Co-C-PY/CNT和Co-CNT-PY/CNT。通过扫描电镜（SEM）,X射线衍射（XRD）和光电子...
【文章来源】：湖南科技大学湖南省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池的结构示意图
图 1.2 直接甲醇燃料电池工作示意图Fig.1.2 Apicture of Direct Methanol Fuel CellDMFC 由两个承载阳极、阴极催化剂的多孔电极，质子交换膜以及外电路构。由于质子交换膜(PEM)具有质子导电率高和渗透性低的特点，是影响 DMFC能的重要因素之一，维持了 DMFC 的化学稳定性和热稳定性，通常采用美国
图 1.3 直接肼燃料电池工作示意图Fig.1.3 Apicture of Direct Hydrazine Fuel Cell以看出，DHFC 由催化剂、阳极和阴极的扩散层材料、电构成。目前，在 DHFC 中应用最多的阳极催化剂是是金属 N2H4具有较好的催化活性，但是催化 N2H4氧化的反应
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型的甲酸/铁离子燃料电池[J]. 邹涛,易清风,张媛媛,邓中梁,雷鸣,周秀林. 高等学校化学学报. 2017(01)
[2]Carbon-supported Fe/Co-N electrocatalysts synthesized through heat treatment of Fe/Co-doped polypyrrole-polyaniline composites for oxygen reduction reaction[J]. YI QingFeng,ZHANG YuHui,LIU XiaoPing,YANG YaHui. Science China(Chemistry). 2014(05)
[3]金属掺杂聚吡咯碳化物PPY-M的制备及其氧还原反应电催化活性[J]. 张玉晖,易清风,刘小平,向柏霖. 无机材料学报. 2014(03)
[4]一种无膜的自呼吸式直接醇燃料电池[J]. 易清风,孙丽枝,楚浩,张玉晖,唐梅香,肖兴中,刘小平,聂会东. 中国科学:化学. 2013(10)
[5]丙醇和丁醇异构体在钯镍电极上的电催化氧化[J]. 孙丽枝,易清风,刘小平. 燃料化学学报. 2013(10)
[6]碳纳米管负载金属卟啉电催化剂制备及其催化活性[J]. 邓选英,章冬云,王昕,原鲜霞,马紫峰. 催化学报. 2008(06)
[7]小型燃料电池的研究现状与应用前景分析[J]. 王诚,毛宗强,陈荣华,王革华,谢晓峰. 化学进展. 2006(01)
[8]燃料电池的应用与发展[J]. 贾林,邵震宇. 煤气与热力. 2005(04)
[9]团聚铂纳米粒子电极在甲醇氧化中的电催化特性[J]. 陈卫,孙世刚,司迪,陈声培. 物理化学学报. 2003(05)
[10]中国燃料电池的发展[J]. 毕道治. 电源技术. 2000(02)
硕士论文
[1]碱性燃料电池氧电极及Co-N/C催化材料研究[D]. 赖渊.中南大学 2008
[2]小型直接甲醇燃料电池膜电极组件的研究开发[D]. 冯伟.西安科技大学 2008
本文编号：2902935
【文章来源】：湖南科技大学湖南省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池的结构示意图
图 1.2 直接甲醇燃料电池工作示意图Fig.1.2 Apicture of Direct Methanol Fuel CellDMFC 由两个承载阳极、阴极催化剂的多孔电极，质子交换膜以及外电路构。由于质子交换膜(PEM)具有质子导电率高和渗透性低的特点，是影响 DMFC能的重要因素之一，维持了 DMFC 的化学稳定性和热稳定性，通常采用美国
图 1.3 直接肼燃料电池工作示意图Fig.1.3 Apicture of Direct Hydrazine Fuel Cell以看出，DHFC 由催化剂、阳极和阴极的扩散层材料、电构成。目前，在 DHFC 中应用最多的阳极催化剂是是金属 N2H4具有较好的催化活性，但是催化 N2H4氧化的反应
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型的甲酸/铁离子燃料电池[J]. 邹涛,易清风,张媛媛,邓中梁,雷鸣,周秀林. 高等学校化学学报. 2017(01)
[2]Carbon-supported Fe/Co-N electrocatalysts synthesized through heat treatment of Fe/Co-doped polypyrrole-polyaniline composites for oxygen reduction reaction[J]. YI QingFeng,ZHANG YuHui,LIU XiaoPing,YANG YaHui. Science China(Chemistry). 2014(05)
[3]金属掺杂聚吡咯碳化物PPY-M的制备及其氧还原反应电催化活性[J]. 张玉晖,易清风,刘小平,向柏霖. 无机材料学报. 2014(03)
[4]一种无膜的自呼吸式直接醇燃料电池[J]. 易清风,孙丽枝,楚浩,张玉晖,唐梅香,肖兴中,刘小平,聂会东. 中国科学:化学. 2013(10)
[5]丙醇和丁醇异构体在钯镍电极上的电催化氧化[J]. 孙丽枝,易清风,刘小平. 燃料化学学报. 2013(10)
[6]碳纳米管负载金属卟啉电催化剂制备及其催化活性[J]. 邓选英,章冬云,王昕,原鲜霞,马紫峰. 催化学报. 2008(06)
[7]小型燃料电池的研究现状与应用前景分析[J]. 王诚,毛宗强,陈荣华,王革华,谢晓峰. 化学进展. 2006(01)
[8]燃料电池的应用与发展[J]. 贾林,邵震宇. 煤气与热力. 2005(04)
[9]团聚铂纳米粒子电极在甲醇氧化中的电催化特性[J]. 陈卫,孙世刚,司迪,陈声培. 物理化学学报. 2003(05)
[10]中国燃料电池的发展[J]. 毕道治. 电源技术. 2000(02)
硕士论文
[1]碱性燃料电池氧电极及Co-N/C催化材料研究[D]. 赖渊.中南大学 2008
[2]小型直接甲醇燃料电池膜电极组件的研究开发[D]. 冯伟.西安科技大学 2008
本文编号：2902935
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