纳米碳基非贵金属复合材料在酸性介质中的氧还原研究
燃料电池因其转化效率高、无污染等优点为能源危机和环境污染问题的解决带来了福音。而铂基催化剂的高成本阻碍了它的商业化。因此，开发非贵金属催化剂成为了研究热点。目前，该类催化剂大部分用于催化碱性燃料电池的氧还原反应,而在酸性燃料电池中的应用鲜有报道。然而占据燃料电池大部分市场份额的却是强酸性环境下的质子交换膜燃料电池。因此，本文尝试研究纳米碳基非贵金属复合材料在酸性介质中的氧还原电催化性能，主要内容如下： （1）通过高温退火碳纳米管和叶绿素铜钠，我们制备了氮掺杂氧化亚铜/碳纳米管复合材料。SEM，TEM,XRD等证实氮掺杂的氧化亚铜均匀地分散到碳纳米管的网状结构中。LSV等电化学测试表明其在酸性条件下表现出起始电位(0.90V vs RHE)，比所报道的铜基催化剂更高，塔菲尔斜率（43mV per decade）可与商业Pt/C（40mV per decade）相媲美，电流密度高于商业Pt/C，转移电子数(n=3.93 @0.75V vs RHE)接近于4，稳定性(持续测试35665秒相对电流密度仅衰退10%)和抗甲醇毒性极强的优异的氧还原电催化性能。 （2）通过高温退火碳纳米管（CNTs)和含钴大环化合物（Cobalt(Ⅱ)meso-tetrakis(4-methoxyphonyl)–porpine），我们制备了碳化钴/氮掺杂碳纳米管复合材料。SEM，XRD等证实碳化钴成功地复合到氮掺杂的碳纳米管中。电化学测试表明其在酸性条件下表现出可与商业 Pt/C 相比拟的起始电位、塔菲尔斜率、转移电子数，稳定性和抗甲醇毒性甚至优于商业Pt/C。 （3）通过高温退火石墨烯和羧乙基锗倍半氧化物，我们制备了氧化锗/石墨烯复合材料。SEM，TEM等证实氧化锗成功地复合到石墨烯中。电化学测试表明其在酸性介质中表现出良好的催化活性，稳定性和抗甲醇毒性。
纳米碳;非贵金属复合材料;酸性介质;氧还原
温州大学
硕士
化学
黄少铭;聂华贵
2016
中文
O643.36;TB333
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）