燃料电池有序化载体催化剂的制备及表征
随着能源危机的不断上升，环境污染的不断严重，给燃料电池普及应用在日常生活中带来了机会，因为它有产物无污染，可低温操作等优点。催化剂作为燃料电池的关键组成部分，对反应的顺利进行扮演着不可或缺的角色。到目前为止，含贵金属铂的催化剂一直都是人们追逐的主要对象。可是因为铂昂贵的价格，催化剂较短的寿命却使燃料电池事业停滞不前。因此，对降低铂用量，增加催化剂寿命的研究已迫在眉睫，刻不容缓，有利于燃料电池的跨越性发展。本论文通过改进的Hummers法、化学镀、化学气相沉积、传统的浸渍法制备了阵列碳纳米管/石墨烯和聚苯胺/石墨烯载体以及铂/碳纳米管、铂/石墨烯、聚苯胺/石墨烯载铂和阵列碳纳米管/石墨烯载铂催化剂，并利用XRD、TEM、HRTEM、SEM、XPS、Raman、CV、LSV、EIS和计时电流法等测试手段来表征所制备载体和催化剂的微观形貌，结构，组成和其电化学性能。以下为本论文具体内容: 1.首先制备了石墨烯和石墨烯载镍/钴的复合材料，再通过气相沉积法来制备阵列碳纳米管/石墨烯载体。分别考察了气相沉积的时间，温度以及碳源的气体流速来最终确定最有利的条件。通过XRD、TEM、SEM、Raman等来确认制备得到的阵列碳纳米管/石墨烯的微观结构和组成。 2.分别用乙二醇和乙炔作为还原剂来还原氯铂酸制备得到阵列碳纳米管/石墨烯载铂催化剂，研究这两种还原剂还原对阵列碳纳米管/石墨烯载体的影响，并对它们进行CV、LSV、EIS和计时电流法的测试来评估催化剂的活性和寿命，并与商业Pt/C进行比较。 3.首先制备了聚苯胺/石墨烯载体，之后将氯铂酸通过还原剂乙炔的还原制备了铂/碳纳米管、铂/石墨烯、聚苯胺/石墨烯载铂和阵列碳纳米管/石墨烯载铂催化剂。先通过XRD、TEM来观察其结构形貌，再由CV、LSV、EIS和计时电流法来比较这四种催化剂的电化学活性和稳定性。
石墨烯;碳纳米管;催化剂;燃料电池;复合材料
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
朱红
2015
中文
TM911.4;O643.36
81
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）