燃料电池用非贵金属氧还原催化剂Fe（Co）-N/C的研究
发布时间：2021-10-16 05:39
燃料电池因其能量密度高、转换效率高、绿色无污染等特点,被认为是二十一世纪最具前景的新能源技术之一。然而,阴极上的氧还原反应（ORR）过程动力学迟缓和途径繁多,选择合适的电催化材料就成为当前该领域的研究热点。传统的商业Pt/C催化剂由于价格昂贵、稳定性差、寿命短等特点严重限制燃料电池的大规模应用及商业化发展。非贵金属催化剂因价格低廉、来源广泛、催化效率高等特点受到各国科研人员关注,其中,过渡金属-氮-碳（M-N-C）型催化剂更是被认为最有潜力的Pt/C催化剂替代品之一。本论文通过以氯化钠空间限域作用调控催化剂形貌、结构,以石墨炔、血红素和三吡啶基三嗪等为原料等制备具有高活性、稳定性的非贵金属Fe（Co）-N-C催化剂。考察了热处理温度、热处理时间及制备方法等多种因素对ORR催化活性的影响,采用多种物理表征方法对制备的电催化剂材料的尺寸、结构、形貌、组成及其ORR催化性能等进行了系统研究。具体工作如下:（1）采用NaCl作为硬质模板、血红素为单一前驱体制备了三维纳米网络的铁-氮共掺杂多孔碳电催化剂（3D-Fe/N/C-700）。通过SEM、TEM、Raman、XRD和BET表征其形貌、比表...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池基本工作原理的示意图
图 1.2（a）SWCNT@NPC 的制备示意图；(b) SWCNT@NPC 的 SEM 和(c)TEM图像与 SWCNT@NPC 对应的元素映射图像[22]Figure 1.2 (a) Schematic of the preparation procedure of SWCNT@NPC; (b) SEimages of SWCNT@NPC; (d) STEM image with corresponding element mappingSWCNT@NPC[22].
.3 S/N 掺杂多孔炭的合成示意图；(I)在硅溶胶存在下 AN 和 MMA 的MS 和硫基混合物进行热解，然后用 2.0 mol/L NaoH 刻蚀 SiO2模板；SN-PC-900[26]gure1.3 Schematic illustration of synthesis of S/N-doped porous carbons;d MMA in the presence of silica colloid; (ii) Pyrolysis of PAMS and subl
【参考文献】：
期刊论文
[1]Facile Synthesis of N-Doped Graphene-Like Carbon Nanoflakes as Efficient and Stable Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction[J]. Daguo Gu,Yao Zhou,Ruguang Ma,Fangfang Wang,Qian Liu,Jiacheng Wang. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]Creation of Triple Hierarchical Micro-Meso-Macroporous N-doped Carbon Shells with Hollow Cores Toward the Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction[J]. Ruohao Xing,Tingsheng Zhou,Yao Zhou,Ruguang Ma,Qian Liu,Jun Luo,Jiacheng Wang. Nano-Micro Letters. 2018(01)
[3]Coprinus comatus-derived nitrogen-containing biocarbon electrocatalyst with the addition of self-generating graphene-like support for superior oxygen reduction reaction[J]. Chaozhong Guo,Wenli Liao,Zhongbin Li,Lingtao Sun,Haibo Ruan,Qingshan Wu,Qinghong Luo,Jie Huang,Changguo Chen. Science Bulletin. 2016(12)
[4]血液蛋白热解制Fe/N/C催化剂及其电催化活性[J]. 郭朝中,廖文利,陈昌国. 科学通报. 2014(34)
[5]晶态过渡金属氧化物介孔材料的合成进展[J]. 储升,刘龙,王英,邹志刚. 材料导报. 2009(19)
本文编号：3439257
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池基本工作原理的示意图
图 1.2（a）SWCNT@NPC 的制备示意图；(b) SWCNT@NPC 的 SEM 和(c)TEM图像与 SWCNT@NPC 对应的元素映射图像[22]Figure 1.2 (a) Schematic of the preparation procedure of SWCNT@NPC; (b) SEimages of SWCNT@NPC; (d) STEM image with corresponding element mappingSWCNT@NPC[22].
.3 S/N 掺杂多孔炭的合成示意图；(I)在硅溶胶存在下 AN 和 MMA 的MS 和硫基混合物进行热解，然后用 2.0 mol/L NaoH 刻蚀 SiO2模板；SN-PC-900[26]gure1.3 Schematic illustration of synthesis of S/N-doped porous carbons;d MMA in the presence of silica colloid; (ii) Pyrolysis of PAMS and subl
【参考文献】：
期刊论文
[1]Facile Synthesis of N-Doped Graphene-Like Carbon Nanoflakes as Efficient and Stable Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction[J]. Daguo Gu,Yao Zhou,Ruguang Ma,Fangfang Wang,Qian Liu,Jiacheng Wang. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]Creation of Triple Hierarchical Micro-Meso-Macroporous N-doped Carbon Shells with Hollow Cores Toward the Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction[J]. Ruohao Xing,Tingsheng Zhou,Yao Zhou,Ruguang Ma,Qian Liu,Jun Luo,Jiacheng Wang. Nano-Micro Letters. 2018(01)
[3]Coprinus comatus-derived nitrogen-containing biocarbon electrocatalyst with the addition of self-generating graphene-like support for superior oxygen reduction reaction[J]. Chaozhong Guo,Wenli Liao,Zhongbin Li,Lingtao Sun,Haibo Ruan,Qingshan Wu,Qinghong Luo,Jie Huang,Changguo Chen. Science Bulletin. 2016(12)
[4]血液蛋白热解制Fe/N/C催化剂及其电催化活性[J]. 郭朝中,廖文利,陈昌国. 科学通报. 2014(34)
[5]晶态过渡金属氧化物介孔材料的合成进展[J]. 储升,刘龙,王英,邹志刚. 材料导报. 2009(19)
本文编号：3439257
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