基于杂原子掺杂碳材料的燃料电池氧还原催化剂研究

发布时间：2021-09-04 02:51

　　随着现代社会的快速发展,传统化石能源被过度使用,导致全球面临着能源枯竭的危机。同时,化石燃料也造成了严重的环境污染。因此,寻找可替代的清洁能源迫在眉睫。燃料电池具有能量密度高、无污染、成本低廉、原料来源广泛等优点,引起了众多科研工作者的研究兴趣。氧还原反应（ORR）是燃料电池、金属空气电池等新型能源装置的一个重要反应,由于其缓慢的动力学过程,需要使用大量的铂催化剂。铂催化剂是目前应用最广的ORR催化剂,但其资源贫乏、成本过高以及稳定性差导致无法实现商业化应用。因此,发展低成本、高性能的ORR催化剂仍然是一个挑战。本文以制备低成本、高催化性能的ORR电催化剂为主要目的,选取不同的化学物质作为反应前驱体,制备了多种杂原子掺杂的碳材料催化剂,包括以金属有机骨架化合物（ZIF-67）为前驱体合成的碳层包覆的介孔Co、N共掺杂碳材料,以盐酸氨基葡萄糖为前驱体制备的3D多孔Fe、N及S共掺杂碳材料,以及以单质S球为模板制备了多孔Fe、N、S共掺杂多孔碳材料。主要研究内容如下:（1）以SiO₂为模板,在其表面生长ZIF-67,获得ZIF-67@SiO₂,然... 

【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】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ORR反应过程示意图（黑球代表催化剂，红球代表氧原子，白球代表氢原子）

Pt基催化剂主要研究途径

（a）SiO2的扫描电镜图；（b）ZIF-67@SiO2的扫描电镜图；（c）Co-N-C-NP的扫描电镜图；（d）Co-N-C-NP的透射电镜图

【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化硅纳米粒子制备的工艺参数研究[J]. 张霞,高大明.  安徽师范大学学报(自然科学版). 2008(03)



本文编号：3382409