高催化活性铂—还原氧化石墨烯/碳纸复合电极研究

发布时间：2022-10-19 10:53

　　燃料电池具有发电效率高、环境友好等优点,被认为是解决能源危机和环境恶化的有效方式之一。目前燃料电池使用的催化剂多为碳载铂或者铂基合金,但是贵金属铂的高昂成本和有限储量限制了燃料电池的商业化发展,因此制备低铂载量高性能的催化剂一直是相关研究中的重点。众所周知,形貌、结构和载体都会影响催化剂的性能。还原氧化石墨烯因为具有高的表面积、可调的表面官能团和良好的导电性是近几年催化剂载体的热点材料。Pt纳米晶因为具有可调的物理或化学特性、特殊的形貌结构、高的表面活性面积、良好的分散性等优点,在甲醇氧化、甲酸氧化等电化学反应中有较好的应用前景。众多研究证明,高指数晶面催化剂相比低指数晶面表现出更好的催化活性和稳定性,而方波法是一种获得高指数晶面铂纳米催化剂的有效方法。本论文是利用还原氧化石墨烯（rGO）覆盖在碳纸表面上,然后在rGO表面用方波法沉积有独特形貌结构的铂纳米晶,以此得到透气性良好的一体化气体扩散电极。主要研究工作如下:Hummer法制备的氧化石墨（GO）配成GO溶液后滴在碳纸（CFP）上,在不同温度氛围下热处理得到不同还原程度的rGO/CFP复合载体材料,SEM表征表明,平整的rGO薄膜... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 燃料电池简介
        1.1.1 质子交换膜燃料电池原理
        1.1.2 质子交换膜燃料电池膜电极研究现状
    1.2 PEMFC燃料电池阴极催化剂
        1.2.1 Pt基催化剂的制备方法
        1.2.2 Pt基催化剂的性能影响因素
        1.2.3 复合电极的研究进展
        1.2.4 论文思路及主要内容
    参考文献
第二章 实验部分
    2.1 主要实验药品及仪器
    2.2 物理和化学性质表征
    2.3 电化学表征
    2.4 单电池表征
第三章 Pt-rGO/CFP复合电极研究
    3.1 Pt-rGO/CFP复合电极的制备
        3.1.1 氧化石墨的制备
        3.1.2 还原氧化石墨烯/碳纸(rGO/CFP)制备
        3.1.3 电化学沉积制备Pt-rGO/CFP
    3.2 Pt-rGO/CFP复合电极物理表征
        3.2.1 碳纸和rGO形貌结构
        3.2.2 rGO/CFP物理表征
        3.2.3 Pt-rGO/CFP物理表征
    3.3 Pt-rGO/CFP复合电极电化学表征
        3.3.1 Pt-rGO/CFP复合电极ECSA测试
        3.3.2 Pt-rGO/CFP复合电极的甲醇和甲酸电氧化反应
        3.3.3 Pt-rGO/CFP复合电极单电池表征
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 溅射法制备Pt-GO/CFP复合电极研究
    4.1 GO/CFP上溅射Pt制备
    4.2 Pt-GO/CFP复合电极表征
    4.3 方波处理对Pt-GO/CFP形貌和性能影响
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
攻读硕士期间获得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]车用质子交换膜燃料电池材料部件[J]. 王诚,王树博,张剑波,李建秋,欧阳明高,王建龙.  化学进展. 2015(Z1)
[3]国内外燃料电池汽车发展政策综述[J]. 王菊.  太阳能. 2013(11)
[4]车用燃料电池技术的现状与研究热点[J]. 侯明,俞红梅,衣宝廉.  化学进展. 2009(11)
[5]国际燃料电池汽车技术研发动态和发展趋势[J]. 陈家昌,王菊,伦景光.  汽车工程. 2008(05)
[6]扩散层形态对质子交换膜燃料电池性能的影响[J]. 王晓丽,张华民,张建鲁,吴金锋,吴川,衣宝廉.  电源技术. 2005(09)
[7]Pt/C催化剂的制备与评价[J]. 刘卫锋,胡军,衣宝廉,明平文.  电源技术. 2005(07)
[8]燃料电池概述[J]. 刘建国,孙公权.  物理. 2004(02)
[9]质子交换膜燃料电池及其应用前景[J]. 毋茂盛,李果,余达太,张阳平.  天然气化工. 2003(06)
[10]能源危机与对策[J]. 张光寅.  科学中国人. 2003(08)



本文编号：3693231