采用溶剂热方法制备酞菁石墨烯微纳米复合材料及其在燃料电池阴极催化剂方面的应用.pdf

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1、分类号：——UDC．——密级：采用溶剂热方法制备酞菁／石墨烯微纳米复合材料及其在燃料电池阴极催化剂方面的应用FABIUCATIoNOFPHTHALoCYANINECoVALENTLYFUNCTIONALIZEDGRAPHENECOMPOSITESANDTHElRAPPLICATIONFORTHECATHODICCATAIYSTINFUELCELL学位授予单位及代码：长查理工太堂(!Q!墨亘≥学科专业名称及代码：五扭丝堂(Q2Q3Q12长春理工大学硕士学位论文原创性声明lYlllll2lllll5lllll2llllll9112llllll9l

2、lilllllll本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《采用溶剂热方法制备酞菁／石墨烯微纳米复合材料及其在燃料电池阴极催化剂方面的应用》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：黜业年主月丑日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中

3、国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：莲圃监三业年立月丑日彳乃衄权指导导师签名：——础年j月缉日摘要直接甲醇燃料电池被认为是非常有前途的绿色能量产生技术。在直接甲醇燃料电池中，氧气还原反应催化剂起着重要作用。铂或者铂基材料是目前公认的实现氧气四电子还原的最好的催化剂。然而，铂基材料不但稀缺、成本高，

4、同时抗甲醇能力和稳定性差。因此，寻找高效、耐久性好、廉价的铂和铂基催化剂替代物是非常必要的。本文分别采用原位溶剂合成和溶剂热71：-／1：组装的方法制备出了四硝基钴酞菁／石墨烯(CoTNPc／PGr)、四吡啶氧基钴酞菁／石墨烯(CoPc(TP)4／PGr)以及四枯丁苯氧基铁酞菁／石墨烯(FePc(CP)4／PGr)、四吡啶氧基铁酞菁／石墨烯(FePc(TP)a／PGr)四种新型的金属酞菁／石墨烯复合材料氧气还原催化剂，通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外、红外和X射线光电子能谱对其理化性能进行了表征，利用循环伏安法(C

5、V)和线性伏安法(LSV)对所制备的催化剂的氧气还原催化性能和抗甲醇能力进行了测定，结果表明：所制备的CoTNPc／PGr和FePc(CP)4／PGr复合材料对氧气还原反应具有与商业化的Pt／C催化剂可比较的催化活性，而四吡啶氧基钴酞菁／石墨烯和四吡啶氧基铁酞菁／石墨烯的催化活性比Pt／C好得多，所制各的四种催化剂均具有较高的催化活性、好的长期稳定性和强的抗甲醇能力、遵循直接的4．电子过程，在直接甲醇燃料电池中可望被用于作为很有前途的无铂氧气还原反应催化剂。关键词：石墨烯酞菁原位溶剂热合成兀一Ⅱ组装氧气还原反应ABSTRACTDirectme

6、thanolfuelcells(DMFCs)areconsideredtobeapromisinggreenenergygenerationtechnology，inwhichcatalystsforoxygenreductionreaction(ORR)playakeyrole．Pt。basedmaterialsorPtisknowntobethebestelectrocatalystfor4一electronreductionof02．However，itsuffersfromnotonlyscarcityandhi曲一costbutal

7、sointolerancetothecrossovereffectandinstability．Thus，itisnecessarytofindefficient，durableandcheapalternativestoPtandPt-basedcatalysts．Inthisdissertation，wefabricatedfournovelmetallophthalocyanine／graphenecompositecatalystsfortheoxygenreductionreaction，inwhichCoTNPc／PGrandCo

8、Pc(TP)4／PGrcompositeswerefabricatedbyinsitusolvothermalsynthesismethod，FePc(CP)a／P