| 创新之处 | 第1-10页 |
| 中文摘要 | 第10-12页 |
| 英文摘要 | 第12-15页 |
| 第1章 绪论 | 第15-69页 |
| §1.1 燃料电池简介 | 第16-18页 |
| ·工作原理 | 第16页 |
| ·优点 | 第16页 |
| ·论效率 | 第16-17页 |
| ·电动势 | 第17-18页 |
| §1.2 燃料电池分类 | 第18-25页 |
| ·质子交换膜燃料电池 | 第19-23页 |
| ·碱性燃料电池 | 第23-25页 |
| §1.3 燃料电池阴极氧还原反应的研究进展 | 第25-36页 |
| ·氧还原反应简介 | 第25-27页 |
| ·氧还原电催化机理的理论研究 | 第27-30页 |
| ·Pt基氧还原电催化剂 | 第30-32页 |
| ·非Pt贵金属氧还原电催化剂 | 第32-33页 |
| ·过渡金属及其氧化物氧还原电催化剂 | 第33-34页 |
| ·金属大环化合物氧还原催化剂 | 第34-35页 |
| ·金属碳化物和氮化物 | 第35-36页 |
| §1.4 碳基无金属氧还原电催化剂 | 第36-55页 |
| ·碳纳米材料简介 | 第37-40页 |
| ·掺杂碳纳米材料 | 第40-48页 |
| ·碳基无金属氧还原电催化剂的研究现状 | 第48-55页 |
| §1.5 本论文的研究思路 | 第55-57页 |
| 参考文献 | 第57-69页 |
| 第二章 本征碳缺陷结构对碳纳米材料的氧还原活性贡献研究 | 第69-93页 |
| §2.1 引言 | 第69-70页 |
| §2.2 材料制备、表征方法 | 第70-72页 |
| ·实验装置 | 第70-71页 |
| ·材料制备 | 第71页 |
| ·形貌、结构表征方法 | 第71-72页 |
| ·氧还原电化学性能测试 | 第72页 |
| §2.3 碳纳米笼的形貌结构特征 | 第72-76页 |
| ·形成 | 第72-73页 |
| ·形貌结构 | 第73-74页 |
| ·比表面和XPS分析 | 第74-75页 |
| ·拉曼表征 | 第75-76页 |
| §2.4 碳纳米笼的氧还原电催化性能 | 第76-80页 |
| ·氧还原电催化活性 | 第76-77页 |
| ·电子转移数 | 第77-78页 |
| ·碳基纳米材料的氧还原电催化性能对比 | 第78-80页 |
| ·碳纳米笼中缺陷类型分析 | 第80页 |
| §2.5 本征碳缺陷结构的氧还原活性：理论模拟 | 第80-90页 |
| ·理论模型 | 第80-82页 |
| ·计算软件及参数 | 第82页 |
| ·氧还原热力学模拟 | 第82-83页 |
| ·氧还原过程理论模拟 | 第83-85页 |
| ·碳缺陷氧还原活性理论分析 | 第85-89页 |
| ·五元环缺陷和zigzag边缘缺陷氧还原活性差异的进一步探讨 | 第89-90页 |
| §2.6 本章小结 | 第90-91页 |
| 参考文献 | 第91-93页 |
| 第三章 掺杂碳材料的表面功函与氧还原活性关系的理论研究 | 第93-108页 |
| §3.1 引言 | 第93-94页 |
| §3.2 理论模型、计算方法 | 第94-95页 |
| ·理论模型 | 第94-95页 |
| ·计算方法 | 第95页 |
| §3.3 氮掺杂物种的氧还原活性分析 | 第95-100页 |
| ·氮掺杂结构理论模型 | 第95-96页 |
| ·氮掺杂结构功函计算 | 第96页 |
| ·氮掺杂结构的功函和氧还原活性的关系 | 第96-100页 |
| §3.4 掺杂碳材料的表面功函计算 | 第100-106页 |
| ·氮掺杂其他结构的表面功函 | 第100-101页 |
| ·硼掺杂结构的表面功函 | 第101-102页 |
| ·磷掺杂结构的表面功函 | 第102-103页 |
| ·硫掺杂结构的表面功函 | 第103-104页 |
| ·含氧官能团化的碳材料的表面功函 | 第104-105页 |
| ·各种掺杂结构功函比较 | 第105-106页 |
| §3.5 本章小结 | 第106-107页 |
| 参考文献 | 第107-108页 |
| 第四章 酸性介质中高效的碳基无金属氧还原电催化剂的设计开发 | 第108-129页 |
| §4.1 引言 | 第108-109页 |
| §4.2 掺杂碳基结构在酸性介质中氧还原活性理论分析 | 第109-114页 |
| ·氧还原电催化反应的pH相关性分析 | 第109-111页 |
| ·理论模型 | 第111-112页 |
| ·计算软件及参数 | 第112-113页 |
| ·酸性介质中氧还原电催化高活性的掺杂结构 | 第113-114页 |
| §4.3 硼氮共掺杂结构氧还原电催化活性理论计算 | 第114-119页 |
| ·理论模型、计算软件和方法 | 第115-116页 |
| ·BN_2C和BN_3掺杂结构的氧还原活性理论分析 | 第116-117页 |
| ·硼氮共掺杂结构的XPS结合能模拟 | 第117-119页 |
| §4.4 硼氮共掺杂碳纳米笼的制备及表征 | 第119-123页 |
| ·材料制备、表征方法 | 第119页 |
| ·调控硼氮共掺杂碳纳米笼中掺杂结构的策略 | 第119-120页 |
| ·形貌结构、比表面和元素含量 | 第120-121页 |
| ·XPS精细谱分析 | 第121-123页 |
| §4.5 硼氮共掺杂碳纳米笼的氧还原电催化性能 | 第123-126页 |
| ·测试方法 | 第123页 |
| ·酸性介质中的氧还原电催化活性 | 第123-124页 |
| ·电子转移数 | 第124-125页 |
| ·稳定性及抗甲醇性能测试 | 第125-126页 |
| ·碳基纳米材料在酸性介质中的氧还原电催化性能对比 | 第126页 |
| §4.6 本章小结 | 第126-127页 |
| 参考文献 | 第127-129页 |
| 全文总结 | 第129-131页 |
| 展望 | 第131-132页 |
| 攻读博士学位期间概况 | 第132-134页 |
| 参加学术会议 | 第133页 |
| 获得荣誉 | 第133-134页 |
| 致谢 | 第134-136页 |
