多孔石墨烯负载PtNi双金属催化剂的制备及对甲醇电催化氧化研究

发布时间：2025-03-30 00:11

　　直接甲醇燃料电池常被用作便携式电子设备等电源,因为它能量密度高、排污量低、操作温度低等。目前为止,直接甲醇燃料电池的阳极催化剂主要采用金属铂,但由于金属铂价格昂贵且易产生类CO等物质吸附在其表面,阻碍了它的商业化进程。因此,开发催化性能高、稳定性强的催化剂是促进甲醇燃料电池规模化生产的方式之一。在铂中引入非贵金属镍,形成铂镍双金属催化剂,这种催化剂不仅降低了制备成本,同时基于双金属的协同效应和电子效应,催化剂的催化活性也有所提高。催化剂也能够影响催化剂的性能,选择适合的催化剂载体不仅能够更好地分散催化剂还能提供更多的活性位点,从而进一步提高催化剂的催化性能。基于上述分析,本文制备了以多孔石墨烯、氮掺多孔石墨烯为载体材料,通过电化学还原法负载铂镍双金属纳米粒子的纳米催化剂,并将该催化剂用于甲醇电催化氧化性能的研究。主要内容如下:(1)利用一步电化学还原的方法将铂、镍和多孔氧化石墨烯一起还原,成功地制备了电化学还原多孔氧化石墨烯负载的铂镍双金属纳米催化剂(PtNi/ERPGO)。通过对PtNi/ERPGO进扫描电镜(SEM)、X射线能量分散能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 直接甲醇燃料电池简介
        1.2.1 直接甲醇燃料电池基本结构和工作原理
        1.2.2 直接甲醇燃料电池的国内外研究现状
        1.2.3 直接甲醇燃料电池面临的问题
    1.3 直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展
        1.3.1 催化剂种类
        1.3.2 催化剂的制备方法
    1.4 多孔石墨烯
        1.4.1 多孔石墨烯简介
        1.4.2 多孔石墨烯制备
        1.4.3 多孔石墨烯的功能化
        1.4.4 多孔石墨烯的应用
    1.5 本文选题内容及研究意义
2 铂镍双金属/多孔石墨烯的制备及对甲醇催化氧化性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和材料
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 铂镍双金属/多孔石墨烯复合材料的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 材料物理化学表征
        2.3.2 电化学活性面积计算
        2.3.3 甲醇催化氧化性能测试
        2.3.4 催化剂稳定性探究
    2.4 小结
3 铂镍双金属/氮掺多孔石墨烯的制备及对甲醇氧化催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和材料
        3.2.2 仪器和设备
        3.2.3 铂镍双金属/氮掺多孔石墨烯复合材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料物理化学表征
        3.3.2 甲醇催化氧化性能测试
        3.3.3 催化剂稳定性探究
    3.4 小结
4 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的科研成果
致谢



本文编号：4037877