石墨烯基納米復合結構的可控生長及電化學性能研究.pdf

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