發(fā)布時(shí)間：2021-04-26 07:24

　　化石燃料的急劇消耗及環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,尋找清潔、可再生的能源供給成為當(dāng)務(wù)之急。燃料電池將氫能直接轉(zhuǎn)化為電能,是一類清潔高效的能量轉(zhuǎn)換裝置,但陰極氧還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢限制了燃料電池的效率。鉑（Pt）是公認(rèn)的最有效的氧還原催化劑,但高成本限制了其商業(yè)化推廣。因而,發(fā)展非鉑催化劑如過渡金屬或者無金屬催化劑成為氧還原催化劑領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。石墨烯等納米碳作為一類有前途的氧還原催化劑,具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),例如超高表面積、高載流子遷移率和可調(diào)節(jié)的費(fèi)米能級(jí)。純石墨烯是零帶隙半金屬,在費(fèi)米能級(jí)附近具有低的態(tài)密度,對(duì)于氧還原反應(yīng)是惰性的。化學(xué)改性如摻雜N可以增加費(fèi)米能級(jí)附近的電子態(tài)密度,激發(fā)石墨烯的催化活性。研究證明金屬也可以作為電子供體調(diào)節(jié)石墨烯表面的電子狀態(tài)。石墨烯層包覆金屬納米粒子是一種有前景的策略,可有效保護(hù)內(nèi)部金屬在強(qiáng)酸強(qiáng)堿條件下不被破壞的同時(shí)活化外層石墨烯的催化能力。本論文提出了一種以金屬銀作為強(qiáng)電子供體來提高石墨烯費(fèi)米能級(jí)的策略,將低功函金屬銀（WF=4.2 eV）包裹在氮摻雜石墨烯（WF=4.5 eV）中以縮小石墨烯費(fèi)米能級(jí)和C-O*反鍵態(tài)的能量差異,優(yōu)化氧還原性能。以葡萄糖為碳源、... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 燃料電池電催化氧還原的基本反應(yīng)過程
        1.2.1 燃料電池的介紹
        1.2.2 氧還原的基本反應(yīng)
        1.2.3 氧還原催化劑的電化學(xué)測(cè)試
    1.3 氧還原催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鉑基催化劑
        1.3.2 非貴金屬催化劑
        1.3.3 無金屬催化劑
    1.4 石墨烯包覆金屬催化劑
        1.4.1 石墨烯的介紹
        1.4.2 石墨烯包覆金屬催化劑
        1.4.3 石墨烯及包覆結(jié)構(gòu)氧還原催化機(jī)理
        1.4.4 石墨烯包覆結(jié)構(gòu)的制備
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容和意義
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
    2.2 催化劑的制備
    2.3 催化劑的物化性能表征
        2.3.1 X射線衍射測(cè)試（XRD）
        2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.4 X射線電子能譜（XPS）
        2.3.5 拉曼光譜儀（Raman）
    2.4 催化劑的電化學(xué)性能表征
        2.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試（CV）
        2.4.2 線性掃描伏安測(cè)試（LSV）
        2.4.3 電化學(xué)活性面積（ECSA）
        2.4.4 電化學(xué)交流阻抗譜測(cè)試（EIS）
    參考文獻(xiàn)
第三章 石墨烯包覆銀催化劑ORR性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 石墨烯催化劑的制備
        3.2.2 石墨烯包覆銀催化劑的制備
        3.2.3 工作電極的制備
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的物相表征
        3.3.2 催化劑的電化學(xué)性能表征
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 結(jié)論與展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 展望
碩士期間發(fā)表文章
致謝



本文編號(hào)：3161000