發(fā)布時間：2020-12-30 12:56

　　電化學(xué)氧還原反應(yīng)在燃料電池和金屬-空氣電池等可再生能源儲存和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中扮演著重要作用。緩慢的氧還原反應(yīng)動力學(xué)需要催化劑。到目前為止,鉑貴金屬是活性最高的氧還原催化劑。然而,昂貴的價格,對甲醇和CO敏感和穩(wěn)定性差阻礙其大規(guī)模廣泛應(yīng)用。為突破這個瓶頸,很多研究工作致力于探索具有高活性和穩(wěn)定性的非貴金屬催化劑。在已發(fā)現(xiàn)的不含貴金屬的催化劑中,過渡金屬和氮摻雜的碳材料（M-N/C）被認(rèn)為是特別有前途的氧還原催化劑,因為它們的元素豐度高、低成本、低環(huán)境影響和較高的活性。本論文主要主要是針對鐵和氮共摻雜碳材料的設(shè)計、合成和性能進(jìn)行了深入研究。本論文具體內(nèi)容如下:選擇兩端含吡啶氮的有機(jī)分子btcpb作為配體與鐵（Ⅱ）配位,形成類似配位聚合物的配合物,在不需要外加碳載體的情況下,煅燒得到自支撐Fe-N/C催化劑。結(jié)果表明,700℃煅燒的催化劑（Fe-N/C-700）活性最好。堿性條件下,半波電勢840 mV,高于商業(yè)鉑-碳催化劑;酸性條件下,起始電位和半波電位均可比與商業(yè)Pt/C催化劑。同時,該催化劑在堿性和酸性溶液中都顯示了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和良好的甲醇耐受性能。除此之外,該材料充當(dāng)鋅-空電池的空氣陰... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氧還原反應(yīng)
        1.2.1 氧還原反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 氧還原催化劑選擇
    1.3 貴金屬氧還原催化劑
        1.3.1 鉑族貴金屬氧還原催化劑
        1.3.2 非鉑貴金屬氧還原催化劑
    1.4 非貴金屬氧還原催化劑
        1.4.1 過渡金屬氧化物
        1.4.2 過渡金屬硫族化物
        1.4.3 過渡金屬碳化物
        1.4.4 非金屬碳基材料
        1.4.5 過渡金屬和氮共摻雜的碳材料
    1.5 本論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 自支撐Fe-N/C納米片合成及電催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 試劑材料
        2.2.2 Fe-N/C催化劑制備
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 電化學(xué)性能測試
        2.2.5 鋅-空氣電池性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
    2.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第3章 Fe3C/Fe-N/C復(fù)合物的合成及氧還原性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑材料
        3.2.2 Fe-Phen-N催化劑制備
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 電化學(xué)性能測試
        3.2.5 鋅-空氣電池性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第4章 Fe-N/C電催化劑的合成及其在鋅空氣電池中的應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑材料
        4.2.2 Fe-tpphz前驅(qū)體制備
        4.2.3 Fe-N/C催化劑制備
        4.2.4 材料表征
        4.2.5 電化學(xué)性能測試
        4.2.6 鋅-空氣電池性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型耐甲醇氧還原電催化劑——氮摻雜中空碳微球@鉑納米粒子復(fù)合材料（英文）[J]. 田春霞,楊軍帥,李麗,張小華,陳金華.  物理化學(xué)學(xué)報. 2016(06)
[2]氮摻雜石墨烯的制備及其對氧還原反應(yīng)的電催化性能[J]. 彭三,郭慧林,亢曉峰.  物理化學(xué)學(xué)報. 2014(09)



本文編號：2947679