采用层层静电组装的方法构筑酞菁石墨烯复合材料及其在氧气还原催化方面的应用.pdf

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1、分类号：——UDC．——密级：编号采用层层静电组装的方法构筑酞菁／石墨烯复合材料及其在氧气还原催化方面的应用LAYER．BY．LAYERCoNSTRUCTIONoFGRAPHENE／IoRNPHTHALOCYANINECoMPoSITESANDTHEIRAPPLICATIoNFoROXYGENREDUCTIONREACTIoN学位授予单位及代码：量查理王盍堂!!Q!§§2学科专业名称及代码：玉扭些堂!Q!!!Q12研究方向：堡鱼丝堂申请学位级别：亟±论文起止时间：—三012～09—-2—013．12研究生：萱莹长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交

2、的硕士学位论文，《采用层层静电组装的方法构筑酞菁／石墨烯复合材料及其在氧气还原催化方面的应用》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，均己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。储虢煎堡年虫L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

3、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。．≯Ⅳ作者签名：盟盟年上月上曰指删雠：一垫唆年驴上日摘要直接甲醇燃料电池(DMFC)具有高的能量转换效率、低的工作温度、低污染排放、液体燃料容易保存和运输等特点，引起研究者的广泛关注。然而，目前直接甲醇燃料电池以Pt基催化剂为主。由于Pt的成本高以及抗甲醇能力差导致了无法在燃料电池中大量使用。因此，研发出低成本、同时具有高催化活性和稳定性的催化剂，这对于实现DMF

4、C的应用具有重要的推动作用。本文采用层层静电自主装法制备了新型的酞菁／石墨烯复合物膜(表示为(MTsPc／PDDA—Gr)n，M=Fe或Co，niNJ组装的双层数)作为氧气还原的催化剂。采用紫外一可见光谱和红外吸收光谱对合成的四种磺化酞菩和石墨烯的结构进行了表征；通过扫描电子显微镜(SEM)技术对酞菁／石墨烯复合材料催化剂进行形貌表征；采用循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)测定了酞菁／石墨烯复合材料催化剂对氧还原催化性能和抗甲醇能力，结果表明，基于层层组装技术制备的铁酞菁／石墨烯复合膜在碱性和中性介质中对ORR有很好的催化活性，并且复合材料的电催化性能比

5、单独的酞菁或石墨烯好得多。此外，我们发现，在过氧化氢存在下，所制备的铁酞菁／石墨烯复合物膜在中性条件下对氧气还原反应具有明显增强作用。我们制备的催化剂均表现出比商业Pt／C更好的长期稳定性和很强的抗甲醇能力。所制备的铁酞菁／石墨烯复合物膜可用于直接甲醇燃料电池的阴极催化剂。关键词：金属酞菁石墨烯LBLORR抗甲醇能力Abs仃actDirectmethanolfuelcell(DMFC)havebeenattractedconsiderableattentionowingtotheirhi曲一energyconversionefficiency,lowoperati

6、ngtemperature，lowpollutantemission，andeaseofhandlingandprocesNngoftheliquidfuels．However,thecatalystsfordirectmethanolfuelcellsaremainlybasedonPt-basedcatalysts．However,thehigh-priceandresistancetomethanolofPtwilllimitthelarge—scaleuseoffuelcells．Therefore,thedevelopmentofORRelectroca

7、talysts、vithlow—cost，hi曲efficiencyandlong·termstablilityplayanimportantroleinpromotingDMFCapplications．Inthisdissertation，aseriesofnovelphthalocyanine／graphenecompositefilms(denotedas(MTsPc／PDDA·Gr)n,M=FeorCo，nrepresentsbilayernumberassemblied)werepreparedbylayer-by—layer(LBL)techniqu

8、e．The