PEMFC摻氮石墨烯基與多級(jí)孔納米管狀非Pt催化劑的制備和表征.pdf

1、分類(lèi)號(hào)UDC學(xué)校代碼!Q壘22學(xué)號(hào)』塑幽非武屬理歹大穿學(xué)位論文中文PEMFC摻氮石墨烯基與多級(jí)孔納米管狀題目：韭墮催化劑的劍備獨(dú)塞延英文PreparationandCcharacterizationofNdopedgrapheneand題HmultistageorificenanotubelarNonPtCatalystinPEMFC——研究生姓名趙佳指導(dǎo)教師姓名——奎—堂一職稱——亙!【教jL學(xué)位—』L單位名稱槌醚氫包通勃塑速重息塞墼

2、郵編壘三QQ2Q申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別砸士學(xué)科專業(yè)名稱逝能蘧撾魁論文提交日期2Q!三生目論文答辯日期2Q!三笙且學(xué)位授予單位武這理王太堂學(xué)位授予日期答辯委員會(huì)主席本士蠢教授評(píng)閱人本士盔教授金垂副教授2013年5月武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要目前質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)主要使用的陰極催化劑是Pt／C催化劑或Pt基催化劑。由于Pt等貴金屬成本過(guò)高，資源有限，阻礙了質(zhì)子交換膜燃料電池的商業(yè)化，為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，尋找、開(kāi)發(fā)高效的非Pt催化劑是更有

3、前途的解決辦法。近年來(lái)，過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合型氧還原催化劑在酸性環(huán)境中所具有的高催化活性和高穩(wěn)定性能，尤其是摻氮石墨烯復(fù)合型催化劑和介孔材料成為非貴金屬催化劑的研究熱點(diǎn)。(1)本文以鱗片石墨為原料，采用改性的Hummers法制備氧化石墨，并利用水合肼對(duì)氧化石墨進(jìn)行還原得到石墨烯納米材料。通過(guò)對(duì)石墨氧化機(jī)理進(jìn)行分析，對(duì)Hummers法制備氧化石墨工藝進(jìn)行改性研究，采用XRD、FTIR、Raman、SEM、TEM和AFM等測(cè)試方法，對(duì)鱗片石墨、氧化

4、石墨和石墨烯納米材料的結(jié)構(gòu)、表面與截面的形貌和電導(dǎo)率進(jìn)行分析。結(jié)果表明，石墨經(jīng)過(guò)氧化形成了表面具有羥基、環(huán)氧和羧基等環(huán)氧基團(tuán)的氧化石墨，使石墨表面的sp2雜化轉(zhuǎn)化為spj雜化。經(jīng)過(guò)水合肼還原后，氧化石墨表面的環(huán)氧基團(tuán)大部分已經(jīng)被還原，由sp3雜化恢復(fù)為sp2雜化，形成了石墨烯納米材料。石墨烯的厚度為o36am，層數(shù)為3層。(2)采用浸漬法以聚吡咯為配體，制備FeN／C催化劑，并對(duì)FeN／C進(jìn)行摻氮石墨烯摻雜合成具有3D納米結(jié)構(gòu)的NG／F

5、eN／C復(fù)合型催化劑，通過(guò)之間的協(xié)同效應(yīng)，提高復(fù)合型催化劑對(duì)氧還原的催化活性和耐久性能。利用XRD、SEM、TEM和XPS對(duì)催化劑的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)和線性掃描伏安法(LSV)對(duì)催化劑的氧還原催化性能進(jìn)行測(cè)試，并用AAT加速測(cè)試對(duì)催化劑的穩(wěn)定性進(jìn)行的測(cè)試表征。結(jié)果表明，摻氮石墨烯的最佳摻入比例為25％且熱處理溫度為800。C時(shí)，NG／FeN／C25催化劑具有最優(yōu)氧還原活性。摻氮石墨烯摻入過(guò)高，可能