PEMFC掺氮石墨烯基与多级孔纳米管状非Pt催化剂的制备和表征

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 质子交换膜燃料电池的结构和工作原理

1．3 质子交换膜燃料电池阴极催化剂

1．3．1 阴极催化剂的特点和研究进展

1．3．2 过渡金属复合型氧还原催化剂的研究进展

1．3．3 掺氮石墨烯复合型催化剂的研究进展

1．3．4 有序化介孔材料的研究进展

1．4 本论文的研究内容和意义

第2章 实验材料和研究方法

2．1 实验试剂和主要仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2 催化剂的性能表征

2．2．1 XRD测试

2．2．2 SEM测试

2．2．3 TEM测试

2．2．4 FT-IR测试

2．2．5 Roman测试

2．2．6 XPS测试

2．2．7 AFM测试

2．3 催化剂的电化学测试表征

2．3．1 工作电极的制备

2．3．2 电化学性能测试

第3章 氧化石墨和石墨烯的制备和表征

3．1 实验过程

3．1．1 氧化石墨(GO)片层制备

3．1．2 石墨烯的还原

3．2 结果与讨论

3．2．1 氧化石墨制备反应机理

3．2．2 氧化石墨烯片层光学分析

3．2．3 X-射线衍射(XRO)分析

3．2．4 红外光谱(FT-IR)分析

3．2．5 拉曼光谱(Raman)分析

3．2．6 扫描电镜(SEM)分析

3．2．7 透射电镜(TEM)分析

3．2．8 原子力显微镜(AFM)分析

3．3 本章小结

第4章 三维NG／Fe-N／C复合型催化剂的制备和表征

4．1 实验过程

4．1．1 氧化石墨的制备

4．1．2 NG／Fe-N／C催化剂的制备

4．1．3 工作电极的制备和电化学表征

4．2 结果与讨论

4．2．1 NG／Fe-N／C-25催化剂的XRD分析

4．2．2 NG／Fe-N／C-25催化剂的SEM分析

4．2．3 NG／Fe-N／C-25催化剂的TEM分析

4．2．4 NG／Fe-N／C-25催化剂的XPS分析

4．2．5 NG／Fe-N／C催化剂的ORR催化性能测试

4．2．6 NG／Fe-N／C-25催化剂的表面电化学

4．2．7 热处理温度对NG／Fe-N／C-25催化剂的氧还原活性的影响

4．2．8 NG／Fe-N／C-25催化剂的稳定性能的研究

4．2．9 NG／Fe-N／C-25催化剂氧还原动力学数据分析

4．3 本章小结

第5章 多级孔纳米管状Fe-N／C催化剂的制备和表征

5．1 实验过程

5．1．1 苯胺酚醛树脂前驱体的制备

5．1．2 多级孔Fe-N／C催化剂的制备

5．1．3 工作电极的制备和电化学表征

5．2 结果与讨论

5．2．1 苯胺酚醛树脂与酚醛树脂的FT-IR图谱

5．2．2 Fe-N／C-2．5催化剂的XRD分析

5．2．3 Fe-N／C-2．5催化剂的BET／BJH比表面积和孔分布分析

5．2．4 Fe-N／C-2．5催化剂的TEM分析

5．2．5 不同热处理温度对Fe-N／C-2．5催化剂的氧还原活性的影响

5．2．6 不同Fe含量对Fe-N／C-2．5催化剂的氧还原活性的影响

5．2．7 不同苯胺掺入量对Fe-N／C-2．5催化剂的氧还原活性的影响

5．2．8 Fe-N／C-2．5催化剂的表面电化学反应

5．2．9 Fe-N／C-2．5催化剂的稳定性测试

5．3 本章小结

第6章 主要结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位发表的论文