氮摻雜碳納米復(fù)合材料因其獨特的結(jié)構(gòu)以及不同材料間的協(xié)同效應(yīng),使其氧還原反應(yīng)(ORR)催化活性進一步提高,是燃料電池陰極理想的不含金屬(metal-free)催化劑。本論文采用先原位聚合再熱解的方法,制備了兩種氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合催化劑,并研究了該催化劑在堿性電解質(zhì)中的ORR催化活性。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合材料(Ⅰ)的制備及其電催化ORR性能研究。首先通過非共價鍵修飾方法制備出三聚氰胺修飾的碳納米管(CNT-MAM),再將其與三聚氰胺和甲醛在DMSO中原位聚合,合成出碳納米管/聚(三聚氰胺-甲醛)復(fù)合物(MCPMF),最后在900oC氮氣氛圍下熱解該復(fù)合物制備得到氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合催化劑(NCNT-m-900)。利用SEM、XPS、EA等對NCNT-m-900的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進行了研究,發(fā)現(xiàn)碳納米粒子主要以聚集體形式粘附在CNT表面,氮含量高達10 atom%。采用旋轉(zhuǎn)圓盤電極(RDE)和旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極(RRDE)對NCNT-m-900在堿性介質(zhì)中的ORR催化活性進行了研究,其起始電位約為–0.029V(vs Ag/AgCl),在–0.35 V時,動力學(xué)電流密...

【文章頁數(shù)】：44 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 不含金屬（metal-free）的ORR催化劑研究進展
        1.2.1 氮摻雜碳納米管ORR催化劑
        1.2.2 氮摻雜碳納米管ORR催化劑催化作用機理
    1.3 氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合材料ORR催化劑研究進展
    1.4 氧還原的電化學(xué)評估方法
    1.5 論文的選題背景及意義
        1.5.1 研究背景及選題思路
        1.5.2 論文主要研究內(nèi)容
第2章 氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合材料(Ⅰ)的制備及其電催化ORR性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 原料與儀器
        2.2.2 制備碳納米管/三聚氰胺復(fù)合物（CNT-MAM）
        2.2.3 制備碳納米管/聚(三聚氰胺-甲醛)復(fù)合物
        2.2.4 制備氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合材料（NCNT-m）
        2.2.5 電極的修飾
        2.2.6 電化學(xué)測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 CNT-MAM的制備
        2.3.2 FTIR、XRD、比表面積和孔徑分布分析
        2.3.3 SEM分析
        2.3.4 元素組成分析
        2.3.5 電化學(xué)分析優(yōu)化合成條件
        2.3.6 電化學(xué)性能分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合材料(Ⅱ)的制備及其電催化ORR性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料與儀器
        3.2.2 制備碳納米管/三聚氰胺復(fù)合物（CNT-MAM）
        3.2.3 制備碳納米管/聚(三聚氰胺-苯甲醛)復(fù)合物
        3.2.4 制備氮摻雜碳納米管/碳復(fù)合材料（NCNT-NC）
        3.2.5 電極的修飾
        3.2.6 電化學(xué)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 FTIR分析
        3.3.2 電化學(xué)分析優(yōu)化合成條件
        3.3.3 電化學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
參考文獻
總結(jié)與展望
致謝
附錄A 實驗原料及試劑
附錄B 分析測試



本文編號：3914051