大环聚合物的制备及其氧还原性能的研究
发布时间：2021-11-17 21:01
清洁能源技术的发展可以从根本上解决能源枯竭和环境污染等问题。燃料电池能通过电化学反应将化学能转化为电能,但是其阴极氧还原（ORR）动力学缓慢的问题限制了它的商业应用。目前燃料电池阴极氧还原使用最多的催化剂是贵金属Pt,但是这种贵金属不仅价格昂贵,而且在地球上的存储量十分有限。在目前已报道的氧还原电催化剂中,大环化合物类催化剂被认为未来最有可能替代贵金属Pt。非碳化的大环化合物结构明确,易于分析催化位点,但它们的循环稳定性和催化活性都比较差。可以通过高温碳化,或者开发可溶性大环聚合物来提高它们的氧还原性能。本文通过合理的结构设计制备了多种大环聚合物,研究了它们的氧还原性能。具体内容如下:（1）为了探究大环化合物的溶解规律,我们通过微波法制备了可溶性金属大环聚合物氧还原电催化剂,比较了它在不同pH下的溶解性。结果表明,该催化剂在强碱溶液中的溶解性最好,在酸性溶液中微溶,在中性溶液中不溶。催化剂在不同pH下溶解性的差异是由它本身的电子结构和电荷密度所决定的。（2）为了进一步探究水相可溶解性金属大环聚合物的氧还原活性,我们利用微波法快速合成了三类具有金属-N-4结构的金属大环聚合物及其相应的大...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１酸性燃料电池的结构示意图［２１］??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎｉｏｎ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ［２１］??
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?北京化工大学硕士研究生学位论文???Ａ?ＰｔＮｉ３?Ｐｏｌｙｈｅｄｒａ?Ｂ?ＰＩＮ）?Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ?Ｃ?ＰｔｓＮｉ?Ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ?Ｄ?￥忠??暴Ｖ：醫??＇二，．：?４??图１－３从多面体到纳米框架变化的四个样品示意图和相应的ＴＥＭ图像［４２］??（Ａ）初始ＰｔＮｉ３Ｓ面体。（Ｂ）?ＰｔＮｉ中间体。（Ｃ）最终的空心Ｐｔ３Ｎｉ纳米框架。（Ｄ）??退火后的Ｐｔ３Ｎｉ纳米框架??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｓ?ａｎｄ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｂｔａｉｎｅｄ?ａｔ?ｆｏｕｒ??ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?ｓｔａｇｅｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｒｏｍ?ｐｏｌｙｈｅｄｒａ?ｔｏ?ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ．ｌ４２＾?（Ａ）?Ｉｎｉｔｉａｌ??ｓｏｌｉｄ?ＰｔＮｉｉ?ｐｏｌｙｈｅｄｒａ．?（Ｂ）?ＰｔＮｉ?ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ．?（Ｃ）?Ｆｉｎａｌ?ｈｏｌｌｏｗ?Ｐｔ３Ｎｉ?ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ．?（Ｄ）?Ａｎｎｅａｌｅｄ??Ｐｔ３Ｎｉ?ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ??目前关于核－壳结构的研究也比较多。最近Ｆｒａｎｃｉｓ?Ｊ．?ＤｉＳａｌｖｏ课题组［４３］通过??电化学置换反应制备了?Ｐｔ修饰的Ｐｄ－Ｆｅ＠Ｐｄ／Ｃ核壳纳米粒子，并对催化剂进行??了电化学性能测试。这种催化剂表现出优异的电催化活性（Ｅ１／２?＝?０．８６６?Ｖ?ｖｓ??ＲＨＥ），其质量活性比Ｐｔ／Ｃ的质量活性提高了?７０％以上。其次，基于球形核－壳??模型的简单几何计算表明，Ｐｄ－Ｆｅ＠Ｐｔ是表面进行了?Ｐｔ的修饰，而不是
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈燃料电池技术研究现状[J]. 吴苇航. 中国石油和化工标准与质量. 2016(23)
[2]半紫菜嗪金属配合物的合成与表征[J]. 潘恩霆,田和保,梁福沛. 广西师范大学学报(自然科学版). 1993(04)
本文编号：3501638
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１酸性燃料电池的结构示意图［２１］??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎｉｏｎ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ［２１］??
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?北京化工大学硕士研究生学位论文???Ａ?ＰｔＮｉ３?Ｐｏｌｙｈｅｄｒａ?Ｂ?ＰＩＮ）?Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ?Ｃ?ＰｔｓＮｉ?Ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ?Ｄ?￥忠??暴Ｖ：醫??＇二，．：?４??图１－３从多面体到纳米框架变化的四个样品示意图和相应的ＴＥＭ图像［４２］??（Ａ）初始ＰｔＮｉ３Ｓ面体。（Ｂ）?ＰｔＮｉ中间体。（Ｃ）最终的空心Ｐｔ３Ｎｉ纳米框架。（Ｄ）??退火后的Ｐｔ３Ｎｉ纳米框架??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｓ?ａｎｄ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｂｔａｉｎｅｄ?ａｔ?ｆｏｕｒ??ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?ｓｔａｇｅｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｒｏｍ?ｐｏｌｙｈｅｄｒａ?ｔｏ?ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ．ｌ４２＾?（Ａ）?Ｉｎｉｔｉａｌ??ｓｏｌｉｄ?ＰｔＮｉｉ?ｐｏｌｙｈｅｄｒａ．?（Ｂ）?ＰｔＮｉ?ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ．?（Ｃ）?Ｆｉｎａｌ?ｈｏｌｌｏｗ?Ｐｔ３Ｎｉ?ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ．?（Ｄ）?Ａｎｎｅａｌｅｄ??Ｐｔ３Ｎｉ?ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ??目前关于核－壳结构的研究也比较多。最近Ｆｒａｎｃｉｓ?Ｊ．?ＤｉＳａｌｖｏ课题组［４３］通过??电化学置换反应制备了?Ｐｔ修饰的Ｐｄ－Ｆｅ＠Ｐｄ／Ｃ核壳纳米粒子，并对催化剂进行??了电化学性能测试。这种催化剂表现出优异的电催化活性（Ｅ１／２?＝?０．８６６?Ｖ?ｖｓ??ＲＨＥ），其质量活性比Ｐｔ／Ｃ的质量活性提高了?７０％以上。其次，基于球形核－壳??模型的简单几何计算表明，Ｐｄ－Ｆｅ＠Ｐｔ是表面进行了?Ｐｔ的修饰，而不是
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈燃料电池技术研究现状[J]. 吴苇航. 中国石油和化工标准与质量. 2016(23)
[2]半紫菜嗪金属配合物的合成与表征[J]. 潘恩霆,田和保,梁福沛. 广西师范大学学报(自然科学版). 1993(04)
本文编号：3501638
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