隨著科技的不斷進步,社會對于能源的需求日益增長,開發(fā)可替代的新型能源的需求越來越迫切。甲醇燃料電池(DMFCs)作為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)的一種,由于其極高的能源轉(zhuǎn)化率、常溫下反應(yīng)、原料的易得性等特點而備受關(guān)注。其中發(fā)生于陰極的氧還原反應(yīng)(ORR)為DMFCs中的限速反應(yīng),為了解決目前所使用催化劑面臨的性能與經(jīng)濟型的問題,提升所用催化劑中Pt的利用率,增強催化劑的催化性能,本論文通過微波輔助的乙二醇還原法及乙酸鹽輔助的乙二醇還原法,通過探究最適制備條件,采用碳納米管軸向打開制備的石墨烯納米條帶作為載體,制備出一系列Pt/RGONRs負載型催化劑,并探究其在ORR反應(yīng)中的催化活性。以多壁碳納米管為原料,在濃硫酸及高錳酸鉀的作用下,軸向打開后生成氧化石墨烯納米條帶(GONRs)。在使用氯鉑酸作為前體的條件下,通過微波輔助的乙二醇還原法,在進行了分步還原與一步還原、不同制備pH值、不同微波反應(yīng)時間等探究后,制備出Pt納米顆粒平均粒徑約3.5 nm,且均勻分布于載體之上的Pt/RGONRs催化劑。在制備過程中Pt離子首先吸附于GONRs中的含氧基團上,接著包覆的Pt離子與GONRs...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 直接甲醇燃料電池陰極氧還原反應(yīng)
        1.1.1 氧還原反應(yīng)的反應(yīng)路徑
        1.1.2 氧還原反應(yīng)催化劑研究進展
    1.2 碳材料載體
        1.2.1 碳納米管
        1.2.2 碳納米纖維
        1.2.3 石墨烯
        1.2.4 石墨烯納米條帶
    1.3 負載型鉑基催化劑的制備方法
        1.3.1 浸漬法
        1.3.2 離子交換法
        1.3.3 微乳液法
        1.3.4 膠體法
    1.4 多元醇還原法
        1.4.1 熱處理乙二醇還原法
        1.4.2 微波輔助乙二醇還原法
        1.4.3 常溫還原乙二醇還原法
    1.5 本論文選題依據(jù)及研究內(nèi)容
2 氧化石墨烯納米條帶的制備
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗試劑及儀器
        2.1.2 多壁碳納米管的氧化打開
        2.1.3 載體材料的表征
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 N2吸附-脫附分析
        2.2.3 透射電鏡表征
        2.2.4 拉曼光譜分析
        2.2.5 傅立葉變換-紅外光譜分析
    2.3 本章小結(jié)
3 微波輔助乙二醇還原法制備鉑基催化劑用于氧還原反應(yīng)
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗試劑及儀器
        3.1.2 催化劑的制備
        3.1.3 氧還原反應(yīng)活性評價
        3.1.4 催化劑的表征
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 一步還原與分布還原制備對于催化劑性能的影響
        3.2.2 不同制備pH值對于催化劑性能的影響
        3.2.3 不同微波時間對于催化劑性能的影響
        3.2.4 不同載體材料對于催化劑性能的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 乙酸鹽輔助常溫乙二醇還原法制備鉑基催化劑用于氧還原反應(yīng)
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗試劑及儀器
        4.1.2 催化劑的制備
        4.1.3 催化劑的表征
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 載體預還原前后對于催化劑性能的影響
        4.2.2 不同靜置時間對于催化劑性能的影響
        4.2.3 不同乙酸鹽濃度對于催化劑性能的影響
        4.2.4 不同種類乙酸鹽對于催化劑反應(yīng)性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點與工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3986022