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文檔簡介
1、為了滿足人類對可持續(xù)能源的高度需求,新型能量存儲與轉換器件的發(fā)展是十分必要的,如燃料電池、金屬-空氣電池等。然而,這些器件的商業(yè)化應用仍然受到陰極氧還原反應(ORR)動力學緩慢的限制。與鉑基貴金屬催化劑相比,非貴金屬ORR催化劑的研究更為重要。研究發(fā)現(xiàn),過渡金屬-氮-碳(M-N-C)復合材料以及雜原子摻雜納米碳材料均具有優(yōu)異的ORR性能。因此,基于1+1>2協(xié)同效應的發(fā)揮,將過渡金屬碳化物與B,N摻雜納米碳復合將具有更優(yōu)異的ORR催化活
2、性。
本論文以含有豐富碳源和氮源的三聚氰胺為原料,合成了系列過渡金屬碳化物/B,N共摻雜(或N摻雜)納米碳復合體,具體研究內容如下:1、制備碳化釩/N摻雜納米碳復合體。先將偏釩酸銨和硝酸鈷反應,再通過浸漬法將其與三聚氰胺形成前驅體,高溫碳化后生成碳化釩/N摻雜納米碳復合體。在堿性電解質中表現(xiàn)了良好的ORR催化活性和穩(wěn)定性,對氧氣分子的還原路徑為為四電子過程,同時具有優(yōu)異的抗甲醇性能。
2、合成碳化鐵(鈷)/N摻雜納米
3、碳復合體。以普魯士藍類似物為前驅體,三聚氰胺為碳源和氮源,制備了碳化鐵(鈷)/N摻雜納米碳復合體。復合體在堿性電解質中展具有優(yōu)異的ORR性能,與商業(yè)Pt/C催化劑相比,其具有更大的動力學電流密度、優(yōu)異的穩(wěn)定性和抗甲醇性能。
3、制備Fe-Fe3C/B、N共摻雜石墨化納米碳復合體。將三聚氰胺、硼酸、硝酸鐵通過配位作用制備前驅體,再經(jīng)過高溫碳化合成了Fe-Fe3C/B、N共摻雜石墨化納米碳復合體。作為非鉑催化劑,在堿性條件下展現(xiàn)了
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