新型氧还原催化剂的制备及催化性能

论文摘要

电催化剂是燃料电池的关键材料之一,目前燃料电池阴极氧还原催化剂和阳极抗CO催化剂主要是Pt/C催化剂和PtRu/C催化剂。但是这类催化剂成本过高,成为制约燃料电池商业化的重要因素之一。因此,本文选择阴极氧还原电催化剂作为研究对象,开发新型的高性能电催化剂,同时利用旋转圆盘电极技术对所合成的催化剂氧还原机理进行研究。本文首次成功地利用微波法制备了（Pt-NbPOx）/MWCNTs催化剂,通过循环伏安（CV）,线性扫描（LSV）,塔菲尔（Tafel）曲线等电化学方法对其进行测试,结果表明NbPOx的担载量为10%质量比时显示出较好的催化活性。并将液相还原法合成的与微波法制备的（Pt-FePOx）/MWCNTs,进行对比研究,结果表明微波法是一种比较好且方便快捷的制备方法。利用间歇式微波法制备了Pt-M/MWCNTs （M=Au, Ag）合金氧还原催化剂,Pt:Au（1:2质量比）时表现出对氧气较好的催化还原活性,结果显示合金化是改善铂基催化剂的有效方法。同时对Pt-Ag/MWCNTs催化剂进行电化学修饰,经修饰后表现出较好的催化活性。首次将水热法制备的Ag-MoO3和Ag-WO3纳米复合物应用于氧还原催化剂,银纳米粒子与助催化剂MoO3、WO3形成特殊的结构有利于氧分子的吸附和解离,从而促进了氧还原的催化活性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 燃料电池回顾及发展现状
• 1.2.1 燃料电池的演化过程
• 1.2.2 燃料电池的基本工作原理
• 1.2.3 电催化剂
• 1.2.4 燃料电池阴极催化剂的研究现状
• 1.2.5 燃料电池阴极催化剂的主要制备方法
• 1.2.6 影响催化剂催化性能的因素
• 1.2.7 催化剂的载体
• 1.3 本论文的工作思路及主要内容
• x）/MWCNTs 的合成及其催化氧还原性质'>第二章（Pt-MPO_x）/MWCNTs 的合成及其催化氧还原性质
• x）/MWCNTs 的微波合成及其催化氧还原性质'>第一节（Pt-NbPO_x）/MWCNTs 的微波合成及其催化氧还原性质
• 2.1.1 实验部分
• 2.1.2 结果与讨论
• 2.1.3 小结
• x）/MWCNTs 的催化氧还原性能对比研究'>第二节不同方法制备的（Pt-FePO_x）/MWCNTs 的催化氧还原性能对比研究
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 电化学测试
• 2.2.3 小结
• 第三章多壁碳纳米管负载合金催化剂的微波合成及其催化氧还原性质
• 第一节 多壁碳纳米管负载Pt-Au 电催化剂的微波合成及其催化氧还原质
• 3.1.1 实验部分
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.3 小结
• 第二节 Pt-Ag 复合多壁碳纳米管催化剂的钼酸铵电化学饰
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 小结
• 第四章 银氧化物纳米棒的水热合成及对氧还原的性能研究
• 3 纳米棒的水热合成及对氧还原的性能究'>第一节 Ag-MoO₃纳米棒的水热合成及对氧还原的性能究
• 4.1.1 实验部分
• 4.1.2 结果讨论
• 4.1.3 小结
• 3 纳米棒的水热合成及对氧还原的性能究'>第二节 Ag -WO₃纳米棒的水热合成及对氧还原的性能究
• 4.2.1 实验部分
• 4.2.2 结果讨论
• 4.2.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 硕士阶段论文情况
• 致谢