富勒烯/石墨烯纳米复合材料的制备及其在电催化中的应用
发布时间：2023-02-25 20:18
最近,碳材料因其优异的电、热和机械性能已经引起了广泛的关注。碳材料包括炭黑、富勒烯(C60)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯等,已经充分展示了其各自的优势,并且进一步研究了复合材料之间的协同作用和催化表现。在本论文中,通过富勒烯和石墨烯之间不同的作用力合成了两种纳米复合材料,并将其作为载体负载钯(Pd)纳米颗粒,制备了Pd/(rGO/C60-pyrro)和Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂应用在直接甲醇燃料电池中(DMFC)。(Ⅰ)通过Prato反应制备了富勒烯多取代吡咯烷衍生物(C60-pyrro)。由于氧化石墨烯(GO)和C60-pyrro之间强烈的氢键/静电作用形成了GO/C60-pyrro自组装复合材料。C60-pyrro单元材料的加入,赋予了载体大量的褶皱和波纹。通过调控GO和C60-pyrro之间的比例,发现GO/C60-pyrro(4:1)拥有最理想的稳...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 富勒烯的概述
1.1.1 富勒烯的结构
1.1.2 富勒烯的物理性质
1.1.3 富勒烯的化学性质
1.1.4 富勒烯在电催化中的研究现状
1.2 石墨烯的概述
1.2.1 石墨烯的结构
1.2.2 石墨烯的性质
1.2.3 石墨烯的制备方法
1.2.4 石墨烯在电催化中的研究现状[58]
1.3 电催化
1.3.1 燃料电池
1.4 复合材料在电催化中的应用
1.4.1 复合材料在燃料电池中的应用
1.5 本论文的研究意义与设计思路
1.5.1 论文研究意义
1.5.2 论文设计思路
第二章 实验部分
2.0 实验试剂及仪器
2.1 电化学测量技术
2.1.1 三电极体系
2.1.2 循环伏安法(CV)
2.1.3 计时电流法(IT)
2.2 催化剂的制备
2.2.1 氧化石墨烯的制备
2.2.2 Pd/(rGO/C60-pyrro)催化剂的制备
2.2.2.1 多取代吡咯烷C60衍生物(C60-pyrro)的合成
2.2.2.2 GO与C60-pyrro 的自组装
2.2.2.3 Pd/(rGO/C60-pyrro)的制备
2.2.3 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的制备
2.3 催化剂的物理表征
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.3 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)
2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.5 透射电子显微镜(TEM)
2.4 催化剂的电催化性能测试
2.4.1 工作电极的制备
2.4.2 电化学活性表面积的测试
2.4.3 催化氧化甲醇的活性测试
2.4.4 催化氧化甲醇的稳定性测试
第三章 以氢键/静电作用制备的复合载体的表征及电催化性能研究
3.1 Pd/(rGO/C60pyrro)催化剂的制备与表征
3.1.1 GO/C60pyrro复合材料的制备
3.1.2 Pd/(rGO/C60pyrro)催化剂的物理表征
3.2 Pd/(rGO/C60pyrro)催化剂的电化学性能
3.2.1 电化学活性表面积
3.2.2 催化氧化甲醇的活性
3.2.3 催化氧化甲醇的稳定性
3.3 本章小结
第四章 以化学键制备的复合载体的表征及电催化性能研究
4.1 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的制备与表征
4.1.1 GO/C60-NH2复合材料的制备
4.1.2 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的物理表征
4.2 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的电化学性能
4.2.1 电化学活性表面积
4.2.2 催化氧化甲醇的活性
4.2.3 催化氧化甲醇的稳定性
4.3 复合材料间非共价键与共价键作用的探讨
4.3.1 不同作用力对电催化活性活性表面积的影响
4.3.2 不同作用力对催化氧化甲醇活性的影响
4.3.3 不同作用力对催化氧化甲醇稳定性的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间成果
致谢
本文编号：3749127
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 富勒烯的概述
1.1.1 富勒烯的结构
1.1.2 富勒烯的物理性质
1.1.3 富勒烯的化学性质
1.1.4 富勒烯在电催化中的研究现状
1.2 石墨烯的概述
1.2.1 石墨烯的结构
1.2.2 石墨烯的性质
1.2.3 石墨烯的制备方法
1.2.4 石墨烯在电催化中的研究现状[58]
1.3 电催化
1.3.1 燃料电池
1.4 复合材料在电催化中的应用
1.4.1 复合材料在燃料电池中的应用
1.5 本论文的研究意义与设计思路
1.5.1 论文研究意义
1.5.2 论文设计思路
第二章 实验部分
2.0 实验试剂及仪器
2.1 电化学测量技术
2.1.1 三电极体系
2.1.2 循环伏安法(CV)
2.1.3 计时电流法(IT)
2.2 催化剂的制备
2.2.1 氧化石墨烯的制备
2.2.2 Pd/(rGO/C60-pyrro)催化剂的制备
2.2.2.1 多取代吡咯烷C60衍生物(C60-pyrro)的合成
2.2.2.2 GO与C60-pyrro 的自组装
2.2.2.3 Pd/(rGO/C60-pyrro)的制备
2.2.3 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的制备
2.3 催化剂的物理表征
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.3 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)
2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.5 透射电子显微镜(TEM)
2.4 催化剂的电催化性能测试
2.4.1 工作电极的制备
2.4.2 电化学活性表面积的测试
2.4.3 催化氧化甲醇的活性测试
2.4.4 催化氧化甲醇的稳定性测试
第三章 以氢键/静电作用制备的复合载体的表征及电催化性能研究
3.1 Pd/(rGO/C60pyrro)催化剂的制备与表征
3.1.1 GO/C60pyrro复合材料的制备
3.1.2 Pd/(rGO/C60pyrro)催化剂的物理表征
3.2 Pd/(rGO/C60pyrro)催化剂的电化学性能
3.2.1 电化学活性表面积
3.2.2 催化氧化甲醇的活性
3.2.3 催化氧化甲醇的稳定性
3.3 本章小结
第四章 以化学键制备的复合载体的表征及电催化性能研究
4.1 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的制备与表征
4.1.1 GO/C60-NH2复合材料的制备
4.1.2 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的物理表征
4.2 Pd/(rGO/C60-NH2)催化剂的电化学性能
4.2.1 电化学活性表面积
4.2.2 催化氧化甲醇的活性
4.2.3 催化氧化甲醇的稳定性
4.3 复合材料间非共价键与共价键作用的探讨
4.3.1 不同作用力对电催化活性活性表面积的影响
4.3.2 不同作用力对催化氧化甲醇活性的影响
4.3.3 不同作用力对催化氧化甲醇稳定性的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间成果
致谢
本文编号：3749127
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3749127.html
