基于碳納米管的氧還原反應(yīng)催化劑的研究.pdf

1、化石能源的消耗及其導(dǎo)致的污染問(wèn)題，使得探索新的能源成為世界各國(guó)所面臨的重要挑戰(zhàn)。燃料電池因具有能量轉(zhuǎn)換效率高、污染低等優(yōu)勢(shì)而備受青睞。作為燃料電池重要組成部分的空氣電極，控制和影響電池性能高低的關(guān)鍵瓶頸，特別是空氣電池中的ORR具有動(dòng)力學(xué)遲緩及反應(yīng)途徑多樣性的特點(diǎn)，導(dǎo)致電池很難大電流放電。尋找廉價(jià)易得高效的燃料電池陰極電催化劑來(lái)替代貴金屬鉑基催化劑是燃料電池發(fā)展的重要方向。
　　本文選用廉價(jià)易得且高氮含量的聚苯胺、三聚氰胺來(lái)共同修

2、飾碳納米管制備TM-N/C型催化劑。同時(shí)優(yōu)化催化劑的制備條件如熱處理時(shí)間、熱處理溫度以及金屬添加量等因素。實(shí)驗(yàn)利用線性伏安掃描對(duì)其電化學(xué)活性進(jìn)行測(cè)試，采用旋轉(zhuǎn)圓盤電極測(cè)試其催化機(jī)理及穩(wěn)定性，根據(jù)時(shí)間-電流曲線測(cè)試其耐甲醇性能，用SEM、XRD、XPS對(duì)催化劑的形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雙氮源共同修改碳納米管比單一氮源修飾具有明顯的優(yōu)勢(shì)，雙氮源參雜碳納米管在最優(yōu)條件下所制備的N/C催化劑起始氧還原電位可以到-35mV，峰電位可

3、以達(dá)到-113mV；過(guò)渡金屬鈷的添加能夠提高催化劑的活性，Co-N/C-A與N/C相比其起始電位和峰電位分別正移5mV和25mV，且具有優(yōu)異的耐甲醇性能；Co-N/C-A催化劑在經(jīng)過(guò)AAT測(cè)試之后催化活性數(shù)據(jù)Eonset和Ehw分別僅降低了約23mV和10mV，在-0.4V電位下的極限擴(kuò)散電流密度jd也只降低了約0.4％，而商業(yè)Pt/C催化劑相應(yīng)的ORR電催化活性數(shù)據(jù)Eonset和Ehw卻分別降低了約68mV和20mV，在-0.4V電位