氧還原反應(yīng)電催化劑廣泛應(yīng)用于燃料電池、金屬-空氣電池和氯堿工業(yè)等新能源技術(shù)中,以改善氧還原反應(yīng)動力學(xué)緩慢的特性,提升電化學(xué)器件的整體性能。但是,傳統(tǒng)的基于貴金屬材料的氧還原電催化劑具有生產(chǎn)成本昂貴、穩(wěn)定性和抗小分子毒化能力差等缺點(diǎn),顯著限制了上述新能源技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。因此,開發(fā)廉價(jià)高效的非貴金屬氧還原催化劑,完全取代貴金屬材料,促進(jìn)氧還原反應(yīng)在上述技術(shù)中的大規(guī)模應(yīng)用勢在必行。本論文以金屬有機(jī)框架材料（MOF）衍生納米碳基催化劑為研究對象,從催化劑的納米結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn)構(gòu)型兩方面進(jìn)行調(diào)控,探討了催化劑的微觀結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn)特性對催化性能的影響,并在此基礎(chǔ)之上揭示了氧還原反應(yīng)在該類材料表面的電催化機(jī)制,主要研究內(nèi)容如下:1.利用沸石咪唑骨架材料-8（ZIF-8）納米顆粒和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）在熱解過程中的相互作用,實(shí)現(xiàn)了ZIF-8衍生富氮碳由微孔向微孔-介孔分級結(jié)構(gòu)的原位可控轉(zhuǎn)換,制備得到三維富氮微孔-介孔分級多孔碳（3D NEMC）,介孔和微孔的比表面積之比由直接熱解ZIF-8得到的富氮碳納米顆粒（NECNP）的0.43提高至0.57;通過深入研究ZIF-8納米顆粒的尺寸、ZIF-8與... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

堿性條件下氧還原反應(yīng)路線圖

氧分子在金屬表面的不同吸附模式：（A）Griffiths模式、（B）Pauling模式和（C）橋

氧還原反應(yīng)在（A）質(zhì)子交換膜燃料電池、（B）鋅-空氣電池、（C）鋰-空氣電池以及（D）電解食鹽水中的應(yīng)用[5-9]


本文編號：3602760