2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、燃料電池是一種將燃料和氧化劑反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電裝置。作為一門高效、清潔、環(huán)保的能源技術(shù),在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、資源緊缺匱乏的新世紀(jì),燃料電池被賦予了重要的研究意義。氧還原反應(yīng)(ORR)是燃料電池陰極催化劑上發(fā)生的重要反應(yīng),其催化劑主要采用的是Pt及Pt基金屬。Pt及Pt基金屬催化劑價(jià)格昂貴、容易中毒,從而限制了燃料電池的商業(yè)推廣。Ag基催化劑制備工藝簡(jiǎn)單,在堿性溶液中對(duì)氧還原反應(yīng)具有極好的電催化活性。因此,開發(fā)新型Ag基催化

2、劑成了人們研究的熱點(diǎn)。本文采用酸化碳納米管作為催化劑的載體,研究了兩種不同的過(guò)渡金屬氧化物,分別是二氧化錳(MnO2)和四氧化三鐵(Fe3O4),對(duì)Ag基催化劑進(jìn)行修飾后的電催化活性,并在此基礎(chǔ)上對(duì)其制備過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)一系列的物理表征,觀察了催化劑的結(jié)構(gòu)晶型、表面形貌和顆粒大小,并通過(guò)電化學(xué)測(cè)試方法研究了催化劑對(duì)氧還原的電催化活性以及穩(wěn)定性等。本論文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
  (1)采用化學(xué)還原法,以酸化碳納米管作為

3、載體,使用硼氫化鈉還原制備得到了不同負(fù)載比例的Ag/MnO2/MWCNT,其中包括Ag/MWCNT、Ag/5%MnO2/MWCNT、Ag/10%MnO2/MWCNT、Ag/15%MnO2/MWCNT。采用SEM、XRD等表征方法對(duì)催化劑進(jìn)行物理表征,結(jié)果顯示催化劑分散良好、顆粒的粒徑小。通過(guò)循環(huán)伏安法、線性掃描法等電化學(xué)測(cè)試方法,在堿性環(huán)境中研究了催化劑對(duì)ORR的電催化活性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明,當(dāng)MnO2的摻雜比例為5%時(shí),催化劑對(duì)ORR

4、反應(yīng)的催化活性最好。在堿性溶液中Ag/5%MnO2/MWCNT的ORR起始電位為0.003V(vs Hg/HgO),ORR最大電流密度達(dá)到了3.38 mA·cm-2。
 ?。?)運(yùn)用化學(xué)還原法,在酸化碳納米管的基礎(chǔ)上,負(fù)載不同比例的MnO2,在制備得到的不同比例的MnO2/MWCNT的表面,用硼氫化鈉還原硝酸銀和硝酸鈷沉積一定量的納米銀和納米鈷顆粒(Ag、Co摩爾比為8:2),最終制備得到不同摻雜比例的Ag8Co2/MWCNT、

5、Ag8Co2/5%MnO2/MWCNT、Ag8Co2/10%MnO2/MWCNT、Ag8Co2/15%MnO2/MWCNT。通過(guò) SEM、XRD等表征方法對(duì)催化劑進(jìn)行物理表征。結(jié)果顯示,催化劑的表面平整,有粗細(xì)不同的顆粒均勻分布在碳納米管之間,且碳納米管之間有諸多空隙,增大了O2與催化劑之間的接觸面積。通過(guò)循環(huán)伏安法、線性掃描法等電化學(xué)測(cè)試方法,在堿性溶液中研究了催化劑對(duì)ORR的電催化活性和穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),催化劑Ag8Co2/10%M

6、nO2/MWCNT上,其在旋轉(zhuǎn)速度為2000r·min-1時(shí)的極限電流密度是為6.0mA·cm-2,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Ag8Co2/MWCNT的極限電流密度。
 ?。?)采用氧化還原法,制備得到了碳包覆Fe3O4,以Ag/MWCNT為基底,摻雜不同比例的碳包覆Fe3O4,得到了Ag/2%Fe3O4/MWCNT、Ag/5%Fe3O4/MWCNT、Ag/10%Fe3O4/MWCNT。通過(guò)SEM、XRD等表征方法對(duì)催化劑進(jìn)行物理表征,結(jié)果顯示,催

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