聚吡咯修饰碳载催化剂的研究

《聚吡咯修饰碳载催化剂的研究》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、论文作者签指导教师签论文评阅人1：隐垒翌阅评阅人2：隐垒翌阅评阅人3：隐垒迁闺答辩委员会主席：盛尘塞∑熬援∑逝鎏太堂能透丕委员1：奎浏照∑塾援∑逝婆本堂丝王丕委员2：割塞堑∑熬援∑逝婆太堂盐粒鍪委员3：睦童堑∑熬援∑浙江态堂盐粒丕委员4：王堑坐∑熬援∑逝江态堂盐粒丕委员5：睦里益∑熬拯∑逝江态堂丝堂丕删删浙江大学研究生学位论文独创性声明一一一本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝婆太堂或其他教育机构的学位或证书

2、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。猁黼妊眷段雪鳓期：肌年乡月多日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝婆太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、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)剃⋯阮眷挽亨签字日期：如7二年乡月多日导师签名’}憾矗歹签字日期：p_012．年岁月厶曰致谢本论文是在李洲鹏教授的悉心指导下才

3、得以完成。感谢李老师近三年来辛勤的指导和栽培，使得本人能够顺利完成学习和科研任务。李老师学识渊博、学风严谨、勇于创新，对科学问题具有敏锐的洞察力和判断能力，使学生在科研上得到了切实的指导和帮助；同时，导师的言传身教更使本人在今后的工作、生活中受益终身。感谢李老师的悉心指导和谆谆教诲，谨向恩师致以最诚挚的感激和最由衷的敬意!由衷的感谢朱京科老师在实验设计和结果分析方面给予的指导和关心。特别感谢化工系尹金荣老师、朱明乔老师、郭彪老师及许亚洲老师在学习、科研和生活上对我的热心鼓励，是他们的无私帮助使我得以顺利得完成学业。同时特别感谢蒋年平老师、曾跃

4、武老师、袁明永老师、丛新挺老师和复旦大学的戴维林老师在分析测试方面所提供的帮助和指导。另外非常感谢已经毕业的秦海英、劳绍江、徐衍、刘佳、叶利强等师兄师姐们对我实验的指导建议和热心帮助；感谢实验室刘子萱、叶国民师兄及李萍同学给予的实验设计与实施方面的帮助；同时，也特别感谢唐莎莎、李高然、李茁、李琳等师弟师妹给予的各方面的支持与帮助。感谢浙江大学提供的平台和环境，感谢所有关心和帮助过我的老师和同学。最后，深深感激寄予我厚望的父亲、母亲和姐姐，感谢亲人们在我求学期间给予我无私的支持和关怀!感谢国家863计：魉](2007AA052144)、国家自然

5、科学基金(20976156)等给予的经费支持。朱昆宁二零一一年十二月于杭州求是园摘要质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于其较高的能量转换效率和对环境友好等优点而广受关注。使用昂贵的Pt作为阴极催化剂限制了其产业化发展。开发非Pt催化剂成为近年来PEMFC技术研究的热点之一。本文研究了聚吡咯修饰碳载非贵金属复合材料作为氧电化学还原反应的催化剂，探讨了其催化机理，组装成燃料电池对其进行了实证。本文以吡咯、碳材料和Fe(或Co)硝酸盐类为原料，采用化学法合成了聚吡咯修饰的碳载过渡金属复合材料M．PPy／C；采用X射线粉末衍射仪、X射线光电子谱、电子

6、显微镜等材料分析方法以及循环伏安法等电化学测试技术，对M．aay／c的表面成分、微结构及电化学性能进行了较为系统的研究；明确了影响M．PPy／C催化活性的关键因素，并讨论了其催化中心的构成，为进一步深入理解氮掺杂的碳载过渡金属基催化剂催化机理，开发更高活性和稳定性的非铂催化剂提供了一定的理论和实验依据。研究表明，化学法合成的聚吡咯保留了吡咯的环状结构。根据XPS测试结果，当用其修饰碳材料作为载体时，不改变碳载体中C元素的化学状态及其电化学性能。对于PPy修饰碳载Fe基催化剂，碳载体对催化活性有很大影响。BP2000是比较理想的碳材料，以其为载

7、体合成的Fe基催化剂作为阴极材料的直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)，在60。C时达到375mWcm2的最大输出功率。PPy修饰碳载过渡金属基催化剂中过渡金属对催化活性影响更大。对比Fe基催化剂，co基催化剂对氧电化学反应显示更好的催化活性。通过研究催化剂构成组分对催化剂活性的影响，明确了碳材料是构成催化剂活性中心的必要组分。PPy中的氮、Co-9碳载体之间的相互作用是PPy修饰碳载催化剂的活性位。Co-9N之间的结合作用，影响了N原子的电子排布，进而改变与N原子结合的C元素化学状态，最终改变了其对O：的吸附和催化性能。在以上研究成果基础上，对

8、PPy修饰碳载钴催化剂进行了实证。寿命测试结果表明，PPy修饰碳载Co基催化剂具有与Pt／C相当的催化活性-9稳定性。经过电极极化分析，DBFC中阳极的稳定性也是亟