n、fe掺杂碳基材料的制备及其催化氧还原反应性能研究

《n、fe掺杂碳基材料的制备及其催化氧还原反应性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、．■－，＊■＇－．Ｖ■．．：，＇学校代码：１０３５７、密级！导乂＃胃，４硕±学位论文－；Ｎ、Ｆｅ惨杂巧基材料的制备及其催化氧还原反应性能研究Ｉ、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ０干Ｎ，ＦｅＤｏｐｅｄＣａｒｂｏｎｂ呂ｓｅｄＭ县ｔ居ｒｉａｌｗｉｔｈＥｘｃｅｌＩ色ｎｔＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｏｗ貧ｒｄｓＯｘｙｇｅｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎＲｅａｃｔｉｏｎ学号Ｃｌ４２０１００６姓名孔德妊—级学科二级学科无机化学指导教师沈玉华教授完成

2、时间２０１７年５月＊Ｖ－．？？占Ｉ独创性声明．本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行巧研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不旬含其他人巴经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徵大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均臣在论文中作了明确的说明并表示谢意。学偉论文作者签杂；若德化签字曰期；年＾月曰７Ｉ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徵大学有关保留、使用学位论文的规定，有权促留并向

3、国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徵大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可レ乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）．＾０学位论文作者签名：导师签名：马ＶＸ－＾７；口年月曰签字曰期：年＾月曰签字曰期／／＾７＾摘要近年来，随着社会的发展，人类对于传统化石能源的过度使用，由此导致的一方面两个问题日兹突出：，有限的化石能源随着人类的长期开挖鑛临匿乏，无法长久的支撑人类的生产生活需求一；另方面，化石能

4、源带来的污染问题，使得一种环境友好人类的生存环境日趋恶劣。因此，人们迫切需要开发、能量密度高而且具有期稳定的能源供应物来替代传统的化石能源。燃料电池由于其高的能量转换效率和低的排放量成为最具吸引为的能量转换设备。在燃料电池的电化学反应中，阴极的氧还原反应是整个电池工作的关键控制步骤。然而氧还原反应的动力学反应非常缓慢，常常需要引入催化剂来加速氧还原反应：就目前而言，催化剂主要还是依赖于贵金属巧，然而催化剂中所需拍的高负载量及其材料本身的稀一缺性成为了阻碍燃料电池发展的瓶颈。因此开发种新型高效且价格低廉的催化剂来替代目前的Ｐ

5、ｔ基催化剂成为燃料电池商业化发展至关重要的因素。在这个理念下。，研究者对于开发新型催化剂进行了密集的研究碳基材料和过渡金属基材料由于其价格低廉和良好的抗甲醇毒性被认为最有希望替代Ｐｔ的催化剂材料，引起了研究者的广泛关注。本论文在深入研究国肉外碳基材料和过渡金属基材料发展的基础上，通过设计更为简单高效的方法制备出了集中碳基／过渡金属基氧还原反应催化材料，实验采用多种测试手段对合成的催化材料进行表征，研究其在氧还原反应中的催化效果。具体的研究结果如下：一１．提供种新的１＾＾废弃的香蕉皮为生物质衍生碳材料的策略来合成多孔纳－

6、ＢＰＤＣ－ＨＰＯ米片状复合物（Ｎ３４）。香蕉皮在高压反应蓋中与味Ｐ〇４混合进行水热反应后冷冻干燥。典型产物，并在氨气的氛围中进行高温碳化２（Ｎ－ＢＰＤＣ－Ｈ－／。３ＰＯ４ＩＯＯＯ）的Ｎ含量为２．９４％（原子比），比表面积高达１４０１ｍｇ将其作为氧还原反应的催化剂时，在碱性介质中其测试结果表明２－ＢＰＤＣ－－５ＩＯＯＯ的极限扩散电流．３０ｍＡ／ｃｍｔ／ＮＨ３ＰＯ４为，与ＰＣ的极限扩散电流２（５２ｍＡ－－．５／ｃｍ）很接近。有趣的时，电压在０．巧１Ｖ和０．４８１Ｖ之间时，－ＢＰＤＣ－ＨＰＯ－ＯＮ３４ＩＯＯ的扩散电流甚至超过了

7、Ｐｔ／Ｃ。而且不论在碱性介质还是在－ＢＰＤＣ－ＨＯ－ＯＯＯ都表现出了优异的抗甲醇毒性和长期的循环酸性介质中，Ｎ３Ｐ４ＩＩＭ稳定性。更重要的是，这项王作很好的为废弃物转变为具有价值的功能化材料展一个很好的示例示了，同时处理的废弃物有利于环境净化。一２．通过再利用废弃的袖子皮为生物质衍生的碳源种简单且环境友，采用好的策略合成了－／Ｎ渗杂的分层多孔碳材料／还原的氧化石墨巧（ＮＨＰＣＲＧＯ）复合物。这种方法绿色、低成本而且在制备过程中没有使用任何的酸性或者碱性活－－ｌ）５化剂。典型产物（ＮＨＰＣ／ＲＧＯ的Ｎ含量高达．９

8、６％（原子比），其比表面积２＂９４ｍ／－－为ｇ。电化学测量结果显示，ＮＨＰＣ