含氮石墨烯載貴金屬催化劑的制備及其在直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用.pdf

1、碳材料的氮摻雜可以改變碳材料的電子結(jié)構(gòu)，提高自由載流子密度，從而提高碳材料的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。氮摻雜碳材料作為貴金屬納米粒子的載體時(shí)，碳載體中N元素的存在可改變貴金屬納米粒子成核動(dòng)力學(xué)，促使其以較小的顆粒均勻分散在載體表面。此外，氮修飾的碳材料高的導(dǎo)電性和獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)載體與貴金屬粒子間的相互作用，從而有助于增強(qiáng)其催化活性和長(zhǎng)期壽命。因此，開發(fā)高性能的氮摻雜碳材料及其負(fù)載的納米貴金屬催化劑具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文

2、采用犧牲模板法制備了氮摻雜石墨烯（NG），以其為載體，通過(guò)乙二醇還原法制備了NG載Pt、PtRu合金和Pd催化劑，進(jìn)一步研究了它們對(duì)有機(jī)小分子氧化和氧氣還原的電催化性能。論文的主要工作如下：
　?。?）以雙氰胺為模板/氮源，通過(guò)高溫犧牲模板法制備了三種 NG樣品。依據(jù)原料中雙氰胺用量的不同，將三種NG樣品分別命名為NG-1、NG-2和NG-3。進(jìn)一步采用BET、XRD、Raman、SEM、TEM和AFM等手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。結(jié)果

3、顯示，隨著雙氰胺用量增加，NG的比表面積增加，其ORR催化性能增強(qiáng)。
　?。?）以NG為載體，經(jīng)檸檬酸鈉輔助乙二醇還原法制備了Pt/NG催化劑。電化學(xué)結(jié)果表明，Pt/NG-1具有比Pt/NG-2和Pt/NG-3更高的甲醇氧化和ORR催化性能。熱處理可以改進(jìn)Pt/NG-1的催化活性。熱處理溫度為200 ℃時(shí)，Pt/NG-1的性能最佳，接近商業(yè)化Pt/C的性能。
　　（3）以NG-1為載體，經(jīng)乙二醇還原法制備了金屬載量分別為20

4、％和60％的PtRu合金催化劑。并考察了不同氣氛熱處理對(duì)60％PtRu/NG-1的催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，60％PtRu/NG-1催化劑對(duì)甲醇氧化的催化活性優(yōu)于20％ PtRu/NG-1催化劑?？諝夥障聼崽幚淼?0％PtRu/NG-1催化劑對(duì)甲醇氧化的催化性能優(yōu)于對(duì)應(yīng)在氮?dú)夥蘸偷獨(dú)浠旌蜌夥罩袩崽幚淼拇呋瘎?br>　?。?）以NG-1為載體，Co2P為共催化劑，通過(guò)EDTA輔助的乙二醇還原法制備了Pd-Co2P/NG-1催化劑，并