| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 引言 | 第10-24页 |
| 1.1 研究背景 | 第10页 |
| 1.2 燃料电池 | 第10-14页 |
| 1.2.1 燃料电池概述 | 第10-11页 |
| 1.2.2 燃料电池结构和工作原理 | 第11-12页 |
| 1.2.3 燃料电池阴极氧还原过程 | 第12-13页 |
| 1.2.4 氧气还原的机理 | 第13-14页 |
| 1.3 燃料电池阴极氧还原(ORR)催化剂 | 第14-18页 |
| 1.3.1 贵金属 ORR 催化剂 | 第14-15页 |
| 1.3.2 非金属 ORR 催化剂 | 第15-16页 |
| 1.3.3 非贵金属 ORR 催化剂的研究进展 | 第16-18页 |
| 1.4 类石墨相氮化碳(g-C_3N_4) | 第18-22页 |
| 1.4.1 g-C_3N_4的结构、制备和性质 | 第19-21页 |
| 1.4.2 类石墨相氮化碳在燃料电池氧还原中的应用 | 第21-22页 |
| 1.5 本课题的提出 | 第22-24页 |
| 1.5.1 依据和意义 | 第22-23页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第23-24页 |
| 第2章 实验内容与研究方法 | 第24-38页 |
| 2.1 主要化学试剂和测试仪器 | 第24-26页 |
| 2.2 催化剂的制备 | 第26-29页 |
| 2.2.1 氧化石墨烯的制备 | 第26-27页 |
| 2.2.2 碳黑(KB)的前处理 | 第27-28页 |
| 2.2.3 前驱体的混合 | 第28页 |
| 2.2.4 高温热解过程 | 第28-29页 |
| 2.3 催化剂的物理表征技术和仪器 | 第29-33页 |
| 2.3.1 X 射线衍射分析(XRD) | 第29页 |
| 2.3.2 X 射线光电子能谱(XPS) | 第29-30页 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱(EDS) | 第30页 |
| 2.3.4 透射电子显微镜(TEM) | 第30-31页 |
| 2.3.5 热重-差热分析(TG-MS) | 第31页 |
| 2.3.6 N_2等温吸脱附(BET) | 第31-32页 |
| 2.3.7 傅立叶变换红外光谱(FTIR) | 第32-33页 |
| 2.4 催化剂的 ORR 性能测试技术、仪器和方法 | 第33-38页 |
| 2.4.1 可逆氢电极和氧还原电解池 | 第33-34页 |
| 2.4.2 循环伏安技术(CV) | 第34页 |
| 2.4.3 工作电极的制备 | 第34-35页 |
| 2.4.4 催化剂 ORR 活性的测试—旋转圆盘电极(RDE) | 第35页 |
| 2.4.5 催化剂 ORR 选择性的测试—旋转环盘电极(RRDE) | 第35-36页 |
| 2.4.6 催化剂 ORR 耐久性测试—加速衰减测试(ADT) | 第36-38页 |
| 第3章 热解碳黑负载 Fe-g-C_3N_4作为 ORR 催化剂 | 第38-60页 |
| 3.1 p-Fe-g-C_3N_4@KB 催化剂的制备 | 第38-39页 |
| 3.2 p-Fe-g-C_3N_4@KB 催化剂的物理表征 | 第39-50页 |
| 3.2.1 催化剂热解过程的表征与分析 | 第39-42页 |
| 3.2.2 热解理温度对催化剂结构的影响 | 第42-47页 |
| 3.2.3 Fe 掺杂量对催化剂结构的影响 | 第47-49页 |
| 3.2.4 小结 | 第49-50页 |
| 3.3 p-Fe-g-C_3N_4@KB 催化剂的 ORR 性能测试 | 第50-55页 |
| 3.3.1 催化剂负载量对 ORR 活性和选择性的影响 | 第50页 |
| 3.3.2 热解温度对催化剂 ORR 活性和选择性的影响 | 第50-52页 |
| 3.3.3 Fe 掺杂量对催化剂 ORR 活性和选择性的影响 | 第52-53页 |
| 3.3.4 催化剂的耐久性测试 | 第53-55页 |
| 3.3.5 小结 | 第55页 |
| 3.4 催化剂活性中心探索 | 第55-57页 |
| 3.5 本章小结 | 第57-60页 |
| 第4章 热解碳黑/石墨烯复合碳材料负载的 Fe-g-C_3N_4作为 ORR 催化剂 | 第60-84页 |
| 4.1 还原氧化石墨烯(rGO)的制备与表征 | 第60-62页 |
| 4.2 p-Fe-g-C_3N_4@KB/rGO 催化剂的制备 | 第62-63页 |
| 4.3 p-Fe-g-C_3N_4@KB/rGO 催化剂的物理表征 | 第63-75页 |
| 4.3.1 碳载体对催化剂结构的影响 | 第63-69页 |
| 4.3.2 Fe 掺杂量对催化剂结构的影响 | 第69-70页 |
| 4.3.3 热处理温度对催化剂结构的影响 | 第70-74页 |
| 4.3.4 小结 | 第74-75页 |
| 4.4 p-Fe-g-C_3N_4@KB/rGO 催化剂的 ORR 性能测试 | 第75-80页 |
| 4.4.1 碳载体对催化剂 ORR 活性和选择性的影响 | 第75-77页 |
| 4.4.2 Fe 掺杂量对催化剂 ORR 活性和选择性的影响 | 第77页 |
| 4.4.3 不同热处理温度对催化剂 ORR 活性和选择性的影响 | 第77-78页 |
| 4.4.4 催化剂的耐久性测试 | 第78-80页 |
| 4.4.5 小结 | 第80页 |
| 4.5 催化剂活性中心探索 | 第80-83页 |
| 4.6 本章小结 | 第83-84页 |
| 第5章 总结与展望 | 第84-86页 |
| 5.1 总结 | 第84-85页 |
| 5.2 展望 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-96页 |
| 致谢 | 第96-98页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果 | 第98页 |
