本文關(guān)鍵詞：豬肝熱解制備氧還原催化劑的研究

  更多相關(guān)文章： 燃料電池 氧還原反應(yīng) M-N/C型催化劑 豬肝 二氧化硅模板法

【摘要】：燃料電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔無污染等優(yōu)勢(shì),被認(rèn)為是最具有開發(fā)前景的新能源技術(shù)。催化劑作為燃料電池的關(guān)鍵材料,仍需要以昂貴稀缺的貴金屬Pt為主體,這嚴(yán)重限制了燃料電池的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此,研發(fā)制備方法簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉且具有良好氧還原催化性能的M-N/C型催化劑(M為過渡金屬)對(duì)推進(jìn)燃料電池商業(yè)化應(yīng)用具有重要的意義。本論文創(chuàng)新性地首次選用價(jià)格低廉的生物質(zhì)豬肝作為直接原材料,通過特殊的化學(xué)工藝,獲得了豬肝前驅(qū)體,并利用兩步熱解法、碳負(fù)載法和二氧化硅模板法制備了M-N/C型非貴金屬催化劑�？疾炝藷崽幚頊囟群突旌蠚怏w比例等因素對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和電催化性能的影響,同時(shí)利用TG/DTG、SEM、XRD、XPS、ICP、Raman和氮?dú)獾葴匚摳綔y(cè)試等分析手段對(duì)催化劑的組成、物相結(jié)構(gòu)以及表面形貌等進(jìn)行了表征。使用循環(huán)伏安法(CV)、線性電位掃描伏安法(LSV)、計(jì)時(shí)電流法(i-t)等電化學(xué)測(cè)試手段對(duì)催化劑的氧還原催化活性、穩(wěn)定性和抗甲醇性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,通過二氧化硅模板法所制備的催化劑明顯優(yōu)于Alfa-Aesar公司的商品化Pt/C催化劑,特別是催化劑的穩(wěn)定性和抗甲醇性能比較優(yōu)異。本項(xiàng)研究結(jié)果有望為開發(fā)商用價(jià)值的燃料電池陰極氧還原非貴金屬催化劑提供新思路。
【關(guān)鍵詞】：燃料電池 氧還原反應(yīng) M-N/C型催化劑 豬肝 二氧化硅模板法
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;TM911.4
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 中文文摘4-10
• 緒論10-28
• 0.1 引言10-11
• 0.2 燃料電池概述11-14
• 0.2.1 燃料電池的發(fā)展歷程11-12
• 0.2.2 燃料電池的工作原理及分類12-14
• 0.3 燃料電池陰極氧還原催化劑的研究現(xiàn)狀14-17
• 0.3.1 陰極氧還原反應(yīng)的機(jī)理14-16
• 0.3.2 陰極氧還原催化劑的分類16-17
• 0.4 非貴金屬催化劑的研究現(xiàn)狀17-25
• 0.4.1 非貴金屬大環(huán)化合物催化劑17-20
• 0.4.2 導(dǎo)電聚合物類非貴金屬催化劑20-23
• 0.4.3 生物質(zhì)類非貴金屬催化劑23-25
• 0.5 本論文的選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容25-28
• 0.5.1 選題依據(jù)和意義25-26
• 0.5.2 本論文研究?jī)?nèi)容26-28
• 第一章 豬肝熱解制備氧還原催化劑28-44
• 1.1 引言28-29
• 1.2 實(shí)驗(yàn)部分29-33
• 1.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與原料29
• 1.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器29-30
• 1.2.3 豬肝熱解制備氧還原催化劑30-31
• 1.2.4 催化劑的物理表征31-32
• 1.2.5 氧還原催化劑的催化活性測(cè)試32-33
• 1.2.5.1 電解池構(gòu)造32
• 1.2.5.2 工作電極的制備32
• 1.2.5.3 氧還原催化劑的電化學(xué)測(cè)試32-33
• 1.3 結(jié)果與討論33-42
• 1.3.1 豬肝前驅(qū)體TG/DTG分析33-34
• 1.3.2 熱解溫度對(duì)制備氧還原催化劑的催化性能評(píng)估34-38
• 1.3.2.1 一步熱解法制備氧還原催化劑34-35
• 1.3.2.2 兩步熱解法制備氧還原催化劑35-38
• 1.3.3 氧還原催化劑的表征38-42
• 1.3.3.1 XRD、SEM譜圖分析38-39
• 1.3.3.2 氮?dú)馕角�譜圖分析39-41
• 1.3.3.3 XPS譜圖分析41-42
• 1.4 本章小結(jié)42-44
• 第二章 碳載豬肝催化劑的制備及其催化性能研究44-58
• 2.1 引言44-45
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分45-49
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與原料45
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器45-46
• 2.2.3 碳載豬肝催化劑的制備46-47
• 2.2.4 催化劑的物理表征47
• 2.2.4.1 X-射線粉末衍射儀(XRD)47
• 2.2.4.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)47
• 2.2.4.3 孔結(jié)構(gòu)測(cè)試47
• 2.2.4.4 X-射線光電子能譜儀(XPS)47
• 2.2.5 氧還原催化劑的催化活性評(píng)估47-49
• 2.2.5.1 電解池構(gòu)造47-48
• 2.2.5.2 工作電極的制備48
• 2.2.5.3 氧還原催化劑的電化學(xué)測(cè)試48-49
• 2.3 結(jié)果與討論49-56
• 2.3.1 催化劑的物理表征49-53
• 2.3.1.1 XRD、SEM譜圖分析49-50
• 2.3.1.2 氮?dú)馕角�譜圖分析50-51
• 2.3.1.3 XPS譜圖分析51-53
• 2.3.2 催化劑的電化學(xué)性能測(cè)試53-56
• 2.4 本章小結(jié)56-58
• 第三章 模板法制備生物質(zhì)介孔碳催化劑58-76
• 3.1 引言58-59
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分59-63
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與原料59
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器59-60
• 3.2.3 模板法制備生物質(zhì)介孔碳催化劑60-61
• 3.2.4 催化劑的物理表征61-62
• 3.2.4.1 X-射線粉末衍射儀(XRD)61
• 3.2.4.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)61
• 3.2.4.3 孔結(jié)構(gòu)測(cè)試61
• 3.2.4.4 X-射線光電子能譜儀(XPS)61-62
• 3.2.4.5 拉曼光譜分析(Raman)62
• 3.2.5 催化劑ORR電催化活性測(cè)試62-63
• 3.2.5.1 電解池構(gòu)造62
• 3.2.5.2 工作電極的制備62
• 3.2.5.3 催化劑ORR電化學(xué)測(cè)試62-63
• 3.3 結(jié)果與討論63-75
• 3.3.1 催化劑的表征63-70
• 3.3.1.1 XRD、SEM譜圖分析64-65
• 3.3.1.2 XPS譜圖分析65-67
• 3.3.1.3 氮?dú)馕角�譜圖分析67-69
• 3.3.1.4 拉曼光譜分析69-70
• 3.3.2 催化劑的氧還原催化性能測(cè)試與分析70-75
• 3.3.2.1 催化活性的初步探索70-71
• 3.3.2.2 催化劑的動(dòng)力學(xué)特性71-72
• 3.3.2.3 催化劑的穩(wěn)定性及抗甲醇性能72-75
• 3.4 本章小結(jié)75-76
• 第四章 結(jié)論與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-88
• 攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)和主要成果88-90
• 致謝90-92
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷92-96

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本文編號(hào)：1114561