直接甲醇燃料电池阳极pt基催化剂载体的制备及性能研究

发布时间：2022-02-22 09:26

　　直接甲醇燃料电池（DMFC）具有工作温度低、清洁无污染、能量密度高的优点,被认为是最可能实现商业化的电池,有望应用在清洁能源汽车、便携式电源等领域。目前,影响直接甲醇燃料电池商业化的主要问题是Pt基催化剂的价格较为昂贵,以及质子交换膜的渗透性问题,本文主要针对直接甲醇燃料电池中阳极甲醇氧化反应的电催化性能低、稳定性差的问题开展研究。主要包括以下几方面工作:本文以溶剂热法合成了超细铂纳米线（Pt NWNs）,并采用高温煅烧尿素的方法制备了石墨状氮化碳载体（g-C3N4）,复合制得了Pt NWNs/C3N4催化剂,同时研究了反应时间对Pt NWNs的影响,以及不同煅烧气氛和不同前驱物对g-C3N4载体的影响。结果表明:以尿素为前驱体,在氮气下煅烧出来的g-C3N4作为载体的催化剂（Pt NWNs/C3N4-N2）性能最好。Pt NWNs/C3N4-N2催化剂的电化学活性面积为90 m2 g-1,Pt/XC-72的是46.3 m2 g-1,另外,Pt NWNs/C3N4-N2催化剂的甲醇峰电流密度是Pt/XC-72的1.54倍,在经过1000圈老化后,Pt/XC-72催化剂稳定性衰减了45%... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 课题背景
    1.2 燃料电池的现状
    1.3 直接甲醇燃料电池的组成及工作原理
    1.4 直接甲醇燃料电池阳极催化剂形貌的研究
        1.4.1 零维铂基纳米催化剂的研究
        1.4.2 一维铂基纳米催化剂的研究
        1.4.3 二维铂基纳米催化剂的研究
        1.4.4 三维铂基纳米催化剂的研究
    1.5 直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体的研究
        1.5.1 碳材料
        1.5.2 金属化合物
        1.5.3 复合型载体
    1.6 本论文研究思路及内容
第二章 Pt NWNs/C_3N_4催化剂制备与性能的研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与仪器
        2.2.2 催化剂的制备与测试
        2.2.3 电化学性能测试
        2.2.4 物理测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 物理表征
        2.3.2 电化学测试
    2.4 小结
第三章 氮掺杂Pt/TiO_(2 CNTs)和Pt/CeO_(2 CNTs)低Pt催化剂制备及其性能的研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与仪器
        3.2.2 催化剂的制备
        3.2.3 电化学测试
        3.2.4 物理表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物理表征
        3.3.2 电化学测试
    3.4 小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]铂纳米棒有序阵列催化电极在被动式直接甲醇燃料电池中的应用（英文）[J]. 汪艳林,程庆庆,袁婷,周毅,张海峰,邹志青,方建慧,杨辉.  催化学报. 2016(07)
[2]阵列纳米管中铂:钌原子比对甲醇电催化氧化活性的影响（英文）[J]. 袁金华,王凤彬,夏兴华.  电化学. 2014(05)
[3]W掺杂BiOCl光催化剂的制备及其可见光催化性能研究[J]. 成姣,曾大文,唐藤藤,崔占奎,田守勤.  化学与生物工程. 2014(03)
[4]石墨烯制备新技术及其在燃料电池催化剂中的应用[J]. 谭习有,黎华玲,彭洪亮,钟轶良,廖世军.  化工进展. 2013(S1)
[5]一维贵金属纳米材料的控制合成与应用[J]. 乔正阳,刘非拉,肖鹏,乔雷,杨艳南,房红琳,张云怀.  化工进展. 2012(10)
[6]纳米线的制备方法以及研究进展[J]. 周延辉.  广东化工. 2012(03)
[7]Pt纳米线阵列的氧还原催化性能[J]. 张敏,李经建,潘牧,徐东升.  物理化学学报. 2011(07)
[8]直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展[J]. 鞠剑峰,吴东辉.  化工进展. 2009(04)
[9]低温燃料电池贵金属催化剂的老化[J]. 陈维民,辛勤,孙公权.  催化学报. 2008(05)
[10]燃料电池进展(上)[J]. 陈坤尧,沈培康.  电池. 1994(02)



本文编号：3639171