过渡金属/碳复合材料的制备及其氧还原反应催化性能研究

发布时间：2021-01-18 03:31

　　随着经济的快速发展,越来越多的化石能源被消耗,随之带来了能源枯竭和环境问题（酸雨和气候改变等）,因此有必要开发新的清洁能源。燃料电池和金属-空气电池由于具有较高的比能量、无污染以及安全易操作等特点是新型高性能绿色电源的理想解决方案。然而,燃料电池和金属-空气电池阴极发生的氧还原反应过于缓慢,需要催化剂加快其反应速率。目前电池阴极的Pt/C催化剂因其成本高昂、对甲醇中毒和低稳定性等缺点限制了其在燃料电池和金属-空气电池的广泛应用。非贵金属基氧还原反应催化剂因其成本优势和优异的氧还原反应催化效果成为替代Pt/C催化剂的理想选择。非贵金属基催化剂材料中过渡金属基复合材料具有形貌结构可控制备、催化活性优异且稳定等特点,倍受研究者关注。本文以尿素或三聚氰胺泡沫为氮碳源,以钴盐或铁盐为过渡金属化合物,经热处理方法制备了系列过渡金属/碳基纳米复合材料,并就其氧还原催化性能进行详细研究。具体研究工作如下:（1）以氧化石墨为模板,尿素为氮源、四水合乙酸钴为过渡金属化合物,通过热解制备了Co@N-CNTs/rGO。制备的Co@N-CNTs/rGO,石墨烯片层和碳纳米管相互穿插形成三维立体结构,金属钴纳米颗... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型的氧还原反应极化曲线

燃料电池原型燃料电池最早于上世纪六十年代由通用公司研究并第一次作为阿波罗登月飞船的辅助电源

铝空电池示意图


本文编号：2984186