版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、燃料電池具有較高的能量密度和發(fā)電效率、以清潔的能源為原料、并且零污染排放,是一種有發(fā)展前景的能源利用裝置。陰極氧還原反應(yīng)(ORR)在燃料電池中起著關(guān)鍵作用。燃料電池的快速發(fā)展需要ORR催化劑的進(jìn)步。盡管,鉑基催化劑的ORR催化活性最好,但是它們有一些缺點(diǎn)如價格昂貴、電子動力學(xué)轉(zhuǎn)移速率慢、堿性條件下易團(tuán)聚,這阻礙了其廣泛商業(yè)化。近期,一些非貴金屬催化劑被廣泛研究,例如氮摻雜碳材料、Fe/N/C材料等,它們有可能在未來替代鉑基催化劑。一些新
2、型的微孔碳載鐵基催化劑和鉑基催化劑的ORR催化性能相當(dāng)。我們的目標(biāo)是合成新型高催化活性的Fe/N/C及其衍生非貴金屬材料,用于ORR催化反應(yīng)。
本研究主要內(nèi)容包括:⑴由于石墨烯具有獨(dú)特的形貌、較大的比表面積、良好的導(dǎo)電性、及表面含有功能化的官能團(tuán),所以本論文選擇用石墨烯作為碳載體。首先用改性休克爾方法合成了氧化石墨烯(GO),為了提高其催化活性對其進(jìn)行了氮摻雜和硫摻雜改性處理,制備了聚吡咯/氧化石墨烯(Ppy/GO)、硫脲/氧
3、化石墨烯(Sulfourea/GO)。GO、Ppy/GO、Sulfourea/GO都是二維片層形貌,并且都具有ORR催化活性。通過ORR催化性能測試,我們發(fā)現(xiàn)GO具有一定的ORR催化活性,它的起始電位和陰極電流電位分別為-0.25 V(vs SCE)和-0.38 V(vs SCE)。Ppy/GO在GO、Ppy/GO、Sulfourea/GO三者之中的催化活性最高,它的起始電位和陰極電流電位分別為-0.21 V(vs SCE)和-0.35
4、 V(vsSCE)。氮摻雜改性會提高碳材料的ORR催化性能。⑵Fe/N/C復(fù)合材料因價格便宜、催化活性好,是一種很好的非貴金屬ORR催化劑。本論文采用水熱法合成了Fe2O3/聚吡咯/氧化石墨烯(Fe2O3/Ppy/GO),其形貌為:Fe2O3分散在氮摻雜GO表面。經(jīng)過一系列研究發(fā)現(xiàn),鐵的摻雜量為1.6%,煅燒溫度為800℃時,F(xiàn)e2O3/Ppy/GO具有最好的ORR催化活性。在0.1M KOH電解質(zhì)中測試,F(xiàn)e2O3/Ppy/GO-80
5、0的起始電位和陰極電流電位分別為-0.1 V(vs SCE)和-0.24 V(vsSCE),電子轉(zhuǎn)移數(shù)為3.7,并且穩(wěn)定性很好(循環(huán)5000圈后催化性能降低大約5%)。Fe2O3/Ppy/GO的ORR催化活性及催化穩(wěn)定性較高,可能由于納米形態(tài)的Fe2O3和Ppy/GO之間具有較強(qiáng)的表面作用力、吡咯摻雜的氧化石墨烯具有較強(qiáng)的電子儲存及釋放能力。Fe2O3/Ppy/GO具有很高的ORR催化活性,說明了新型Fe/N/C未來在燃料電池陰極催化劑
6、方面很有前景。⑶用相似的水熱法合成了Co3O4/聚吡咯/氧化石墨烯(Co3O4/Ppy/GO)和CoxFeyOz/聚吡咯/氧化石墨烯(CoxFeyOz/Ppy/GO),探究了它們的ORR催化性能影響。通過測試,我們發(fā)現(xiàn)Fe2O3/Ppy/GO比Co3O4/Ppy/GO和CoxFeyOz/Ppy/GO的催化性能好。鐵摻雜碳材料比鈷摻雜碳材料含有更多的ORR催化活性位。Co3O4/Ppy/GO的催化活性比Ppy/GO高,它的起始電位和陰極電
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- Fe-N-C氧還原電催化劑的設(shè)計制備及性能研究.pdf
- Fe-N-C催化劑的原位制備及其電催化氧還原性能研究.pdf
- 燃料電池氧還原電催化劑研究.pdf
- 燃料電池Fe-N-C非貴金屬陰極催化劑的合成與性能研究.pdf
- PEM燃料電池陰極氧還原催化劑的研制.pdf
- 直接甲醇燃料電池陰極氧還原Pd基電催化劑的研究.pdf
- Fe-N-C催化劑的制備與氧還原性能研究.pdf
- 燃料電池中陰極氧還原反應(yīng)非貴金屬催化劑的制備與研究.pdf
- Fe-N-C非貴金屬催化劑在直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用研究.pdf
- 富氮聚合物基Fe-N-C氧還原反應(yīng)催化劑的制備和性能.pdf
- 石墨烯基燃料電池陰極催化劑的制備及氧還原性能研究.pdf
- 質(zhì)子交換膜燃料電池陰極電催化劑的制備與表征.pdf
- 低溫燃料電池氧還原和甲酸氧化電催化劑研究.pdf
- 燃料電池陰極氧還原催化劑的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf
- 高溫?zé)峤釬e-g-C3N4@C作為燃料電池陰極氧還原非貴金屬催化劑的研究.pdf
- 燃料電池非貴金屬陰極M-N-C催化劑的制備及性能研究.pdf
- 新型低鉑燃料電池催化劑的制備及電催化性能的研究.pdf
- 陰離子膜燃料電池中Fe、Ni基氧還原催化劑的制備及性能.pdf
- 硫酸溶液中氧還原反應(yīng)電催化劑TM-N-C的研究.pdf
- 微生物燃料電池高活性陰極氧還原電催化劑設(shè)計合成及其性能研究.pdf
評論
0/150
提交評論