过渡金属硒化物/碳基载体的助氧气还原反应性能研究

发布时间：2023-04-06 21:46

　　随着能源危机的全球化和环境污染的日益严重,新清洁能源的开发具有重要意义,特别是对中国而言。直接甲醇燃料电池(DMFC)作为有前途的环保新能源发电系统,具有燃料可再生,成本低廉,能量密度高,便携等优点,受到越来越多人的关注。尽管其研究已相对成熟且在近年来取得了很大的成就,但其阴极催化剂仍存在造价高,稳定性差,甲醇易渗透等问题。针对这一问题,寻求一种成本低廉、活性高且甲醇耐受性强的催化剂迫在眉睫。由于Pt的不可替代性,本文制备了两种不同的具有较强甲醇耐受性和ORR助催化活性的Pt基阴极催化剂载体。并采用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)等考察了所制备载体及催化剂材料的物理和化学表征,同时使用循环伏安法(CV),旋转圆盘电极(RDE)等电化学测试研究了其ORR电化学性能。本文通过溶液自组装和高温碳化的方法,以硒粉(硒源),钨酸铵(钨源),柠檬酸(碳源)为原料成功制备了具有多孔结构的WSe₂/C复合材料,并用作ORR Pt基催化剂载体/助催化剂。通过改变不同的碳化温度,调节WSe₂/C的结构与催化活性之间的关系。测试发现,Pt-WSe<...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 环境与能源现状
        1.1.2 新能源简介
    1.2 燃料电池概述
        1.2.1 燃料电池基本原理和介绍
        1.2.2 直接甲醇燃料电池简述
    1.3 直接甲醇燃料电池阴极催化剂的研究进展
        1.3.1 催化剂的研究内容
        1.3.2 催化剂载体的类型及研究进展
        1.3.3 过渡金属硒化物简介及应用
    1.4 论文的研究意义及内容
        1.4.1 论文的研究意义
        1.4.2 论文的研究内容
第2章 实验材料及表征方法
    2.1 实验试剂和实验仪器
        2.1.1 实验试剂和实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征方法及原理
        2.2.1 X射线粉末衍射(XRD)
        2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.3. N2吸附-脱附表征(BET)
        2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.5 透射电子显微镜(TEM)
    2.3 催化剂的电化学性能测试
        2.3.1 工作电极的制备
        2.3.2 电化学性能测试方法
第3章 WSe₂/C复合材料的制备与表征及作为ORR催化剂载体的研究
    3.1 引言
    3.2 WSe₂/C复合材料的制备与表征
        3.2.1 WSe₂/C材料的制备
        3.2.2 WSe₂/C的晶体结构
        3.2.3 WSe₂/C的比表面积及孔径分布
    3.3 Pt-WSe₂/C催化剂的制备及ORR性能研究
        3.3.1 Pt-WSe₂/C催化剂的制备
        3.3.2 Pt-WSe₂/C的晶体结构
        3.3.3 Pt-WSe₂/C的元素组成
        3.3.4 Pt-WSe₂/C的电催化性能及甲醇耐受性
        3.3.5 Pt-WSe₂/C的微观结构
        3.3.6 Pt-WSe₂/C的ORR催化机理
    3.4 本章小结
第4章 MoSe₂/BC复合材料的制备与表征及作为ORR催化剂载体的研究
    4.1 引言
    4.2 MoSe₂/BC及N-MoSe₂/BC复合材料的制备与表征
        4.2.1 MoSe₂/BC及N-MoSe₂/BC材料的制备
        4.2.2 MoSe₂/BC及N-MoSe₂/BC的晶体结构
        4.2.3 MoSe₂/BC及N-MoSe₂/BC的比表面积及孔径分布
        4.2.4 MoSe₂/BC及N-MoSe₂/BC的微观形貌
    4.3 Pt-MoSe₂/BC及Pt-N-MoSe₂/BC催化剂的制备及ORR性能研究
        4.3.1 Pt-MoSe₂/BC及Pt-N-MoSe₂/BC催化剂的制备
        4.3.2 Pt-MoSe₂/BC及Pt-N-MoSe₂/BC的晶体结构
        4.3.3 Pt-MoSe₂/BC及Pt-N-MoSe₂/BC的元素组成
        4.3.4 Pt-MoSe₂/BC及Pt-N-MoSe₂/BC的微观结构
        4.3.5 Pt-MoSe₂/BC及Pt-N-MoSe₂/BC的电催化性能及甲醇耐受性
        4.3.6 Pt-N-MoSe₂/BC的ORR催化机理
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间科研成果



本文编号：3784473