石墨烯基納米復合結構的可控生長及電化學性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、直接甲醇燃料電池具有結構簡單、燃料潔凈無污染等特點,在未來能量轉換領域有廣泛的應用前景。但是,由于電極材料中需要耗費大量貴金屬Pt,使其成本較高,難以實現(xiàn)商業(yè)化。為此,本文采用具有良好導電性能和較大比表面積的石墨烯為基底,在其表面負載WO3納米棒,通過石墨烯和WO3的耦合作用,構筑rGO/WO3納米結構;然后通過氮摻雜,以改善rGO/WO3的電子結構;并通過修飾少量貴金屬Pt顆粒,系統(tǒng)研究了在低鉑負載量的情況下催化電極的電化學催化特性。

2、主要的研究結果如下:
  (1)通過改進的Hummers法剝離得到了2~3層的氧化石墨烯,其表面含有大量的含氧官能團,為后期負載WO3以及修飾貴金屬Pt顆粒提供了大量的形核位點。
  (2)采用水熱法合成了rGO/WO3復合材料,通過改變水熱溫度、水熱時間實現(xiàn)了對rGO/WO3復合材料的可控制備;最終得到最優(yōu)的實驗參數(shù)為180℃下保溫28h,此條件下的WO3呈現(xiàn)出細長而光滑的納米棒結構,其中長度為1μm左右,直徑幾十納米至一

3、百納米左右。
  (3)采用氨氣熱解法,實現(xiàn)了對rGO/WO3納米結構的氮摻雜,得到了NG/W0.62(N,O)復合物。通過改變氮化溫度,實現(xiàn)了氮化溫度對復合物的物相和形貌的控制,最終得出:當最優(yōu)參數(shù)為800℃時,復合物為NG負載單相W0.62(N,O),形貌為整體呈納米棒的局部坍塌結構;通過改變NH3流量,實現(xiàn)了NH3流量對N摻雜量的控制。
  (4)采用濕化學法在NG/W0.62(N,O)載體上修飾了貴金屬Pt顆粒,其中

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