铂/石墨烯复合纳米电极的制备及对甲醇电催化性能测定

发布时间：2021-01-04 20:29

　　直接甲醇燃料电池具有能量密度高、操作温度低和启动快等优点,作为能量转换装置近年来倍受研究者的青睐。然而直接甲醇燃料电池阳极的铂催化剂成本高、活性低和稳定性差等问题严重制约了其商业化发展。因此,开发经济高效的铂催化剂成为直接甲醇燃料电池的重要研究课题。本论文主要研究铂/石墨烯复合纳米电极的制备及其对甲醇电催化氧化的电化学性能,内容包括:1.采用无毒的抗坏血酸为还原剂,通过超声法一步制备得到铂/石墨烯复合纳米材料,通过测定其溶液紫外可见吸收光谱、X-射线粉末衍射和扫描电子显微镜对结构和形貌进行表征,结果表明铂纳米颗粒均匀分散于石墨烯表面。2.将铂/石墨烯纳米复合材料涂覆于玻碳电极表面,采用循环伏安法、计时电流法、计时电量法和交流阻抗法测定修饰电极对甲醇在酸性溶液中的电催化氧化性能,并与纯铂纳米修饰电极进行对比。电化学表征结果表明:甲醇在酸性溶液中的阳极氧化过程属于扩散控制过程,铂/石墨烯复合纳米电极对甲醇的电催化氧化具有更高的催化活性、长期稳定性以及更优异的电荷传输性能;控制阶跃电位,测得298 K时浓度为0.5 mol·L-1 CH3OH在0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中的扩散系... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 直接甲醇燃料电池
        1.2.1 直接甲醇燃料电池的工作原理
        1.2.2 直接甲醇燃料电池的阳极反应机理
        1.2.3 直接甲醇燃料电池的优点及目前存在的挑战
        1.2.4 直接甲醇燃料电池铂催化剂简介
        1.2.5 直接甲醇燃料电池铂催化剂的载体
    1.3 电化学测定方法
        1.3.1 循环伏安法
        1.3.2 计时电流法
        1.3.3 计时电量法
        1.3.4 电化学阻抗谱
    1.4 本论文的研究目的及内容
第2章 实验部分
    2.1 实验仪器和试剂
        2.1.1 仪器
        2.1.2 试剂
    2.2 铂/石墨烯纳米复合物的制备及表征
        2.2.1 氧化石墨烯的制备
        2.2.2 铂/石墨烯纳米复合物的制备
        2.2.3 铂/石墨烯纳米复合物的结构和形貌表征
    2.4 铂/石墨烯纳米复合物的电化学测定
        2.4.1 铂/石墨烯纳米复合电极的制备
        2.4.2 铂/石墨烯纳米复合电极的电化学测定
第3章 结果与讨论
    3.1 铂/石墨烯纳米复合物的表征
        3.1.1 紫外可见光谱表征
        3.1.2 扫描电子显微镜表征
        3.1.3 X-射线粉末衍射表征
    3.2 铂/石墨烯纳米复合物的电化学测定
        3.2.1 电化学活性表面积测定
        3.2.2 循环伏安测定
        3.2.3 计时电流测定
        3.2.4 计时电量法测定扩散系数和反应速率常数
        3.2.5 交流阻抗测定
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]计时电量法测定4,5-二氮芴-9-酮的扩散系数和反应速率常数[J]. 吕桂琴,马淑贤.  北京理工大学学报. 2014(06)
[2]石墨烯负载Pt催化剂的制备及催化氧还原性能[J]. 李云霞,魏子栋,赵巧玲,丁炜,张骞,陈四国.  物理化学学报. 2011(04)
[3]石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用[J]. 胡耀娟,金娟,张卉,吴萍,蔡称心.  物理化学学报. 2010(08)
[4]直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展[J]. 罗远来,梁振兴,廖世军.  催化学报. 2010(02)



本文编号：2957343