多级孔结构非贵金属氧还原催化剂的研究

发布时间：2025-07-26 13:42

　　燃料电池（FC）因其具有非常高的能量密度及环境友好等优点,被认为是最有发展前景的新能源技术之一。但是燃料电池特别是其动力学缓慢的阴极氧还原反应使用的催化材料为稀缺且昂贵的铂基催化剂,这严重阻碍了其大规模商业化应用。因此解决该问题的关键是研究非贵金属催化剂替代铂基催化剂作氧还原催化材料。近年来,开发了许多非贵金属材料,其中碳基材料被认为是最有前景的氧还原催化剂。但是碳基材料活性位点密度低导致它们的氧还原催化活性与铂基催化剂仍然有一定的距离。因此,提高活性位点密度同时有效地暴露这些活性位点成为目前碳基催化剂的主要研究方向。而构造3D多级孔结构被证明非常有利于获得和暴露更多的活性位点。基于此,我们发展了两个有效的方法来构建3D多级孔结构的碳基氧还原催化剂。（1）本文开展了基于二氧化硅胶体模板的方法,制备了内部由碳纳米管连通的电子通路和多级孔通道连通的气体液体传输通道,且复合了钴纳米颗粒的Co/NCNTs催化剂。先把ZIF-8和ZIF-67的前驱体灌注到二氧化硅球体间的裂缝中,然后在氮气氛围中900~oC碳化,接着酸洗并二次碳化除去无定型碳从而得到所需催化剂。实验发现:刻蚀掉二氧化硅后形成内部连...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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本文编号：4058551