三元Pt基纳米复合材料的制备及其氧还原催化性能的研究

发布时间：2024-12-11 03:27

　　质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）具有高效、清洁、可再生等优点,对于解决能源危机和环境污染问题至关重要。然而PEMFC的Pt/C阴极催化剂成本高、稳定性差以及易毒化的特性限制了其商业化应用。因此,寻找一种低Pt量、高稳定性及高催化活性的PEMFC阴极催化剂是目前研究的热点。本论文以制备低成本、高活性的三元Pt基纳米复合催化剂为目标,探索通过调控催化剂的元素组成以及载体材料来提高其对阴极氧还原反应（Oxygen reduction reaction,ORR）的催化性能,并且进一步分析其ORR催化机理,为PEMFC阴极催化剂性能的提高提供更多参考。主要研究内容如下:（1）对碳负载Pt基复合催化剂的氧还原催化性能进行研究。通过超声辅助法与溶剂热法分别制备出碳负载不同组元的Pt基纳米复合催化剂（PtCo/C,PtCoTe/C,PtCoFe/C）,并将其应用于PEMFC的阴极催化。为了便于比较,三者均在相同测试条件下与商业Pt/C催化剂进行对比。在ORR中,PtCoFe/C和PtCoTe/C催化剂的ECSA值分别19 m^...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 燃料电池的概述
        1.2.1 燃料电池的简介
        1.2.2 质子交换膜燃料电池的工作原理
        1.2.3 质子交换膜燃料电池的应用及研究现状
    1.3 氧还原反应的电催化机理
    1.4 氧还原反应催化剂的研究现状
        1.4.1 Pt基催化剂的研究现状
        1.4.2 催化剂的制备方法
        1.4.3 催化剂的载体材料
    1.5 本论文的研究意义和主要内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 论文主要内容
第2章 实验试剂、仪器及表征方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂的物理表征和电化学表征
        2.2.1 催化剂的物理表征
        2.2.2 催化剂的电化学性能测试
第3章 碳负载Pt基复合催化剂的氧还原电催化性能
    3.1 引言
    3.2 实验内容
        3.2.1 碳负载Pt基复合催化剂的制备
        3.2.2 催化剂的物理表征
        3.2.3 催化剂氧还原反应性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 碳负载Pt基复合催化剂的物理性质
        3.3.2 碳负载Pt基复合催化剂氧还原催化性能的研究
    3.4 本章小结
第4章 WC增强Pt基复合催化剂的氧还原电催化性能
    4.1 引言
    4.2 实验内容
        4.2.1 纳米WC载体的制备
        4.2.2 WC增强Pt基复合催化剂的制备
        4.2.3 催化剂的物理表征
        4.2.4 催化剂氧还原性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 WC增强Pt基复合催化剂的物理性质
        4.3.2 WC增强Pt基复合催化剂氧还原催化性能的研究
        4.3.3 载体材料对氧还原电催化性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果



本文编号：4016111