近年來,能源短缺的問題十分突出,為了應對接踵而來的各種問題,世界各國將新能源的開發(fā)與應用作為發(fā)展的重點,燃料電池汽車也因此迅速發(fā)展。催化劑在燃料電池中占據(jù)著核心的位置,其活性與燃料電池的性能有著直接的關(guān)系,提高催化劑材料的孔洞缺陷和雜原子缺陷是增加活性位點的有效途徑,能夠提升電催化活性,進而改善燃料電池的性能。在此基礎上,本文選用生物質(zhì)廢紙為原料,設計制備出生物質(zhì)多孔碳,在氧還原反應(ORR)中,生物質(zhì)多孔碳催化效果顯著且穩(wěn)定性良好。本文取得的主要研究結(jié)果如下:以生物質(zhì)廢紙為原料,用高濃度的Zn Cl₂溶液作為離子液溶解預處理,部分溶解生物質(zhì)廢紙中的纖維素,得到富有彈性的生物質(zhì)膠,隨后對生物質(zhì)膠進行高溫碳化,獲得生物質(zhì)多孔碳。通過調(diào)節(jié)離子液的濃度,碳化溫度,探究最佳實驗條件。實驗結(jié)果顯示,在800℃的碳化溫度下得到的生物質(zhì)多孔碳具有明顯的優(yōu)勢,包括較大的比表面積(1290.4559 m2/g),較高的電催化活性。電催化效果具體的表現(xiàn)如下:起始電位(E_onset)的數(shù)值為0.89V,半波電位(E_1/2)的數(shù)值為0.80V,...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池
        1.2.1 燃料電池概述
        1.2.2 燃料電池氧還原反應機理
        1.2.3 燃料電池陰極催化劑研究進展
    1.3 生物質(zhì)碳材料
        1.3.1 生物質(zhì)碳材料概述
        1.3.2 生物質(zhì)碳材料的制備方法
        1.3.3 生物質(zhì)碳材料在燃料電池方面的應用
    1.4 本文的選題背景與研究內(nèi)容
        1.4.1 本文的選題背景
        1.4.2 本文的研究內(nèi)容
第二章 氯化鋅離子液制備生物質(zhì)多孔碳及其電催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑和儀器
        2.2.2 生物質(zhì)多孔碳催化劑的制備
    2.3 生物質(zhì)多孔碳材料的表征
        2.3.1 SEM和 TEM分析
        2.3.2 氮氣吸脫附分析
        2.3.3 X射線衍射(XRD)和拉曼光譜分析
        2.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
    2.4 電化學性能測試及分析
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 電化學測試方法及條件
        2.4.3 電化學分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 氮摻雜生物質(zhì)多孔碳的制備及其電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑和儀器
        3.2.2 氮摻雜生物質(zhì)多孔碳材料的制備
    3.3 氮摻雜生物質(zhì)多孔碳材料的表征
        3.3.1 SEM和 TEM分析
        3.3.2 氮氣吸脫附分析
        3.3.3 X射線衍射(XRD)和拉曼光譜分析
        3.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
    3.4 氮摻雜生物質(zhì)多孔碳的電化學性能測試及研究
        3.4.1 電化學性能測試
        3.4.2 電化學分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 氫氧化鈉/尿素離子液制備生物質(zhì)多孔碳及其電催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑和儀器
        4.2.2 生物質(zhì)多孔碳催化劑的制備
    4.3 樣品的表征
        4.3.1 SEM和 TEM分析
        4.3.2 氮氣吸脫附分析
        4.3.3 X射線衍射(XRD)和拉曼光譜分析
        4.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
    4.4 生物質(zhì)多孔碳催化劑的電化學性能測試及研究
        4.4.1 電化學性能測試
        4.4.2 電化學分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 不足與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況



本文編號：3765551