Fe 3 O 4 @Pt及Fe 3 O 4 @Pt/C的制备与表征

发布时间：2022-08-23 19:22

　　作为世界范围内主要能源,石油供应缺口逐渐扩大,新型能源的开发迫在眉睫。直接甲醇燃料电池（DMFC）以甲醇为供给来源,室温下启动速度快,甲醇属于绿色能源,便于携带。DMFC的阳极催化剂成本和利用率限制了其商业化。铂是阳极催化剂的主要材料,成本高、易受中间产物影响。用Fe3O4@Pt及Fe3O4@Pt/C代替纯Pt作为DMFC的阳极催化剂,可提高催化活性、降低成本。通过TEM、XRD研究反应温度、时间和PVP对Fe304的结晶度、粒径分布、形貌的影响。Fe3O4@Pt复合颗粒的物理特征通过TEM、EDS、XPS和XRD表征,电化学特性通过循环伏安曲线测得。为进一步提高催化剂活性,以Vulcan XC-72R为载体,制备了Fe3O4@Pt/C复合材料,表征手段同Fe304@Pto因Pt还有催化NaBH4还原对硝基苯酚的特性,故以氧化石墨烯（GO）为载体,制备Fe3O4@Pt/GO用于还原对硝基苯酚的催化剂,采用TEM和UV-Vis表征其物理特征和催化性能。得到以下结论：1)以FeCl3·6H2O为铁源,乙二醇作为溶剂和还原剂,NaAc提供碱性环境,200℃-6h条件下得到结晶度高、粒径分布均... 

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 直接甲醇燃料电池介绍
        1.1.1 DMFC工作理论
        1.1.2 国内外研究中存在的问题
        1.1.3 DMFC阳极催化剂目前进展
        1.1.4 催化剂载体
    1.2 核-壳结构纳米材料介绍
        1.2.1 不同形状纳米粒子
        1.2.2 核-壳结构纳米粒子分类
        1.2.3 合成核-壳结构纳米粒子的方法
        1.2.4 核-壳结构纳米材料的应用
    1.3 核-壳结构纳米粒子的种类
        1.3.1 无机/无机(氧化硅)核壳结构纳米粒子
        1.3.2 无机/无机(非氧化硅)核壳纳米粒子
        1.3.3 半导体核壳结构纳米粒子
        1.3.4 无机/有机结构粒子
        1.3.5 有机/无机结构
        1.3.6 有机/有机核壳结构纳米粒子
    1.4. 本课题的研究意义和研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 实验方法
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 试剂
        2.1.2 仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 Fe_3O_4颗粒的制备与表征
        2.2.2 氨基化Fe_3O_4颗粒的制备与表征
        2.2.3 Fe_3O_4@Pt复合粒子的制备与表征
        2.2.4 Fe_3O_4@Pt/GO复合材料的制备与表征
        2.2.5 Fe_3O_4@Pt/C复合材料的制备与表征
第三章 Fe_3O_4颗粒制备的影响因素
    3.1 Fe_3O_4颗粒的制备
    3.2 水热法制备Fe_3O_4反应机理
    3.3 反应温度的影响
    3.4 反应时间的影响
    3.5 PVP对Fe_3O_4颗粒的影响
    3.6 本章小结
第四章 Fe_3O_4@Pt颗粒的制备与衰征
    4.1 氨基化Fe_3O_4颗粒的制备
    4.2 Fe_3O_4@Pt颗粒的制备
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 氨基化Fe_3O_4颗粒TEM表征
        4.3.2 氨基化Fe_3O_4颗粒XPS表征
        4.3.3 氨基化Fe_3O_4颗粒XRD表征
        4.3.4 Fe_3O_4与Pt配比的影响
        4.3.5 Fe_3O_4@Pt的EDS表征
        4.3.6 Fe_3O_4@Pt的XPS表征
        4.3.7 Fe_3O_4@Pt的XRD表征
        4.3.8 Fe_3O_4@Pt的电化学表征
    4.4 本章小结
第五章 Fe_3O_4@Pt/C的制备与表征
    5.1 Fe_3O_4@,Pt/C的制备
    5.2 Fe_3O_4@Pt/C的TEM表征
    5.3 Fe_3O_4@Pt/C的电化学性能
        5.3.1 载体材料炭黑对Fe_3O_4@Pt催化剂活性和稳定性的影响
        5.3.2 扫描速率对Fe_3O_4@Pt/C催化剂催化性能的影响
        5.3.3 甲醇溶液浓度对Fe_3O_4@Pt/C催化剂性能的影响
        5.3.4 Fe_3O_4@Pt/C催化剂催化甲醇氧化性能研究
    5.4 本章小结
第六章 Fe_3O_4@Pt/GO的制备与表征
    6.1 Fe_3O_4@Pt/GO的制备
    6.2 TEM表征
    6.3 XRD表征
    6.4 Fe_3O_44@Pt/GO催化还原对硝基苯酚性能
    6.5 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
研究成果和发表的论
作者和指导老师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]运行条件对小型直接甲醇燃料电池性能影响[J]. 岳鹿,李伟善,张庆龙,李伟.  电源技术. 2008(10)
[2]质子交换膜燃料电池气体扩散层的研究进展[J]. 王晓丽,张华民,张建鲁,徐海峰,衣宝廉.  化学进展. 2006(04)
[3]运行参数对直接甲醇燃料电池动态响应的影响——Ⅱ电池温度,氧气压力和流量[J]. 汪茂海,郭航,马重芳.  电源技术. 2005(06)
[4]运行参数对直接甲醇燃料电池动态响应的影响Ⅰ.甲醇溶液浓度和流量[J]. 汪茂海,郭航,马重芳.  电源技术. 2005(05)
[5]水热法制备超顺磁性铁氧体纳米微粒(英文)[J]. 陈兴,邓兆祥,李宇鹏,李亚栋.  无机化学学报. 2002(05)
[6]直接甲醇燃料电池研究进展[J]. 田立朋,李伟善.  现代化工. 1998(05)



本文编号：3678338