钽基复合催化剂的制备及其对甲醇/乙醇电催化活性研究

发布时间：2025-05-10 23:19

　　近年来,由于化石燃料的大量消耗,一方面因其不可再生,储量越来越少;另一方面因化石燃料的燃烧会造成严重的环境污染问题,导致严重的环境污染和全球气候变暖。而直接醇类燃料电池（DAFCs）可直接通过电化学氧化的形式将化学能转化为电能。其中间产物和最终的转化产物具有较小的环境污染,而且不受卡诺循环的限制,具有高的能源转化效率,对于解决能源问题来说具有重大的研究意义。目前,DAFCs商业化面临以下问题:第一,醇类氧化电极材料大多使用Pt或Pt基材料,因其资源匮乏,价格昂贵,造成制作成本高;第二,Pt基催化剂容易吸附醇类氧化的中间产物（如CO等）,发生催化剂中毒,降低其催化活性。本文从制备催化剂和改性方面着手,制备了一系列以Ta基材料为主的催化剂,用作直接甲醇/乙醇燃料电池的阳极醇氧化电催化剂。本研究制备了五氧化二钽纳米柱负载Au纳米粒子（Au/Ta₂O₅Ns）、五氧化二钽纳米柱负载Au纳米粒子并与石墨烯复合（Au/Ta₂O₅Ns-rGO）以及以碳球为基底吸附Ta⁵⁺并负载Au纳米粒子(Au...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 燃料电池概述
    1.3 直接醇类燃料电池
        1.3.1 直接醇类燃料电池的原理
        1.3.2 直接醇类燃料电池存在的主要问题
        1.3.3 直接醇类燃料电池的机理分析
        1.3.4 研究进展
    1.4 选题思路和研究内容
    参考文献
第二章 实验试剂与仪器
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 样品测试与分析条件
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.4 比表面积测试(BET)
        2.3.5 电化学性能测试
第三章 Au负载Ta₂O₅ 纳米柱电催化剂对甲醇/乙醇的催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
        3.2.1 Au/Ta₂O₅Ns的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Au/Ta₂O₅Ns催化剂的结构表征
        3.3.2 催化剂的微观结构表征
        3.3.3 催化剂的电催化氧化活性表征
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 Au负载Ta₂O₅ 纳米柱与rGO复合电催化剂对甲醇/乙醇的电催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 Au/Ta₂O₅Ns-rGO的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 样品结构与形貌分析
        4.3.2 催化剂的电催化性能研究
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 Au负载C球吸附Ta电催化剂对甲醇/乙醇的电催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验过程
        5.2.1 纳米C球的制备
        5.2.2 C(Ta)制备
        5.2.3 Au/C(Ta)制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同比例Au/C(Ta)催化剂的结构与形貌表征
        5.3.2 催化剂的电催化性能以及稳定性的研究
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
研究成果
致谢



本文编号：4044475