本文關鍵詞：碳基非貴金屬氧還原催化劑的制備及其性能研究　出處：《青島大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：開發(fā)低成本、高性能的陰極氧還原(ORR)催化劑來替代貴金屬鉑催化劑是質子交換膜燃料電池(PEMFCs)研究的重要課題。通過合理設計優(yōu)化非貴金屬催化劑材料的組成和納米結構能夠顯著增強ORR催化性能。本論文通過靜電和氫鍵這些弱相互作用將不同的催化劑前驅體進行了有效的預組裝,然后經過高溫焙燒制備出了碳基非貴金屬ORR催化劑,制備的催化劑材料具有優(yōu)異的ORR催化性能。其合成機制對未來設計合成取代貴金屬催化劑納米材料有重要的啟發(fā)作用,有望在未來的商業(yè)化大規(guī)模生產中得到應用。本論文主要的研究內容有:1.氮摻雜碳納米管包裹鈷納米顆粒的制備及其電催化氧還原性能研究。通過靜電和氫鍵這些弱相互作用在酸性條件下將三聚氰胺和硝酸鈷進行預組裝,同時加入葡萄糖,使其吸附在預組裝體上。將凍干后的前驅體經程序升溫后,成功制備出了氮摻雜碳納米管包裹鈷納米顆粒(Co@N-CNTs)。通過這種方法制備的Co@N-CNTs不僅具有優(yōu)越的電催化活性,而且在酸性和堿性條件下都有很高的穩(wěn)定性。2.碳納米顆粒/氮磷共摻雜碳納米片的制備及其電催化氧還原性能研究。通過無模板的一步法自組裝前驅體三聚氰胺和植酸,經過高溫焙燒后制備了碳納米顆粒/氮、磷共摻雜的碳納米片催化劑材料(N-P/CNS)。制備的N-P/CNS-1000在氧還原性能測試中具有更正的起始電位和更大的電流密度,并呈現四電子轉移反應,可以與商業(yè)Pt/C相媲美,而且在堿性溶液中顯示出了優(yōu)越的抗甲醇性能以及長程穩(wěn)定性。這種非金屬氧還原催化劑材料的合成機制對未來大規(guī)模設計合成取代金屬催化劑納米材料具有重要的啟發(fā)作用。
[Abstract]:This paper deals with the preparation of carbon nano - particles / N - P co - doped carbon nano - particles by means of electrostatic and hydrogen bonding .

【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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本文編號：1399292