| 摘要 | 第12-14页 |
| Abstract | 第14-16页 |
| 第一章 前言 | 第17-75页 |
| 1.1. 燃料电池 | 第17-22页 |
| 1.1.1. 燃料电池工作原理 | 第17-18页 |
| 1.1.2. 燃料电池的特点和分类 | 第18-19页 |
| 1.1.3. 燃料电池面临的挑战 | 第19页 |
| 1.1.4. 碱性燃料电池 | 第19-20页 |
| 1.1.5. 金属空气电池 | 第20-22页 |
| 1.2. 水电解技术 | 第22-23页 |
| 1.2.1. 水电解的原理 | 第22页 |
| 1.2.2. 水电解技术的应用 | 第22-23页 |
| 1.3. 氧还原反应(ORR)的研究现状 | 第23-40页 |
| 1.3.1. ORR的催化机理 | 第23-24页 |
| 1.3.2. ORR催化剂的研究进展 | 第24-40页 |
| 1.4. 氧析出反应(OER)的研究现状 | 第40-53页 |
| 1.4.1. OER的催化机理 | 第40-42页 |
| 1.4.2. OER催化剂的研究进展 | 第42-53页 |
| 1.5. 双功能(ORR/OER)电催化剂的研究现状 | 第53-58页 |
| 1.6. 本论文的研究思路 | 第58-60页 |
| 参考文献 | 第60-75页 |
| 第二章 实验部分 | 第75-86页 |
| 2.1. 实验材料与仪器 | 第75-77页 |
| 2.1.1. 实验材料与试剂 | 第75-76页 |
| 2.1.2. 实验仪器 | 第76-77页 |
| 2.2. 催化剂材料的制备 | 第77-78页 |
| 2.2.1. 电沉积制备催化剂材料 | 第77-78页 |
| 2.2.2. 粉体合成催化剂材料 | 第78页 |
| 2.2.3. 催化剂电极膜和气体扩散碳膜的制备 | 第78页 |
| 2.3. 催化剂材料的表征 | 第78-82页 |
| 2.3.1. X射线衍射分析(X-ray Diffraction,XRD) | 第78-79页 |
| 2.3.2. X射线荧光光谱分析(X-ray Fluorescence,XRF) | 第79页 |
| 2.3.3. X射线光电子能谱分析(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS) | 第79-80页 |
| 2.3.4. 紫外光电子能谱分析(Ultroviolet Photoelectron Spectroscopy,UPS) | 第80页 |
| 2.3.5. 原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM) | 第80页 |
| 2.3.6. 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM) | 第80-81页 |
| 2.3.7. 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM) | 第81页 |
| 2.3.8. 两电极法电导率测试 | 第81-82页 |
| 2.4. 电化学测试 | 第82-85页 |
| 2.4.1. 循环伏安测试(CV) | 第82-83页 |
| 2.4.2. 催化氧还原反应活性测试(ORR) | 第83页 |
| 2.4.3. 催化氧析出反应活性测试(OER) | 第83-84页 |
| 2.4.4. Pb的欠电势沉积实验(Pb UPD) | 第84页 |
| 2.4.5. 碱性聚合物燃料电池测试 | 第84页 |
| 2.4.6. 模拟锌空气电池充放电测试 | 第84-85页 |
| 2.5. 密度泛函理论(DFT)计算 | 第85页 |
| 参考文献 | 第85-86页 |
| 第三章 Ag表面反应性调控及其氧还原电催化应用 | 第86-108页 |
| 3.1. 引言 | 第86页 |
| 3.2. 密度泛函理论(DFT)计算 | 第86-87页 |
| 3.3. Au电极的制备及其电化学行为表征 | 第87-91页 |
| 3.3.1. 电化学沉积Au电极 | 第87-88页 |
| 3.3.2. Au电极的CV表征 | 第88-89页 |
| 3.3.3. Au电极Pb UPD | 第89-91页 |
| 3.3.4. Au电极电化学表面积的测算 | 第91页 |
| 3.4. Ag电极的制备及其电化学行为表征 | 第91-94页 |
| 3.4.1. 电化学沉积Ag电极 | 第91-92页 |
| 3.4.2. Ag电极的CV表征 | 第92页 |
| 3.4.3. Ag电极Pb UPD | 第92-93页 |
| 3.4.4. Ag电极电化学表面积的测算 | 第93-94页 |
| 3.5. Ag/Au电极的制备及其电化学行为表征 | 第94-100页 |
| 3.5.1. 两次电沉积法制备Ag/Au电极及CV表征 | 第94-97页 |
| 3.5.2. Pb UPD再置换法制备Ag/Au电极及CV表征 | 第97-100页 |
| 3.6. Au、Ag、Au@Ag电极催化ORR的研究 | 第100-101页 |
| 3.7. Au、Ag、Au@Ag电极的表征分析 | 第101-103页 |
| 3.7.1. SEM表征 | 第101-102页 |
| 3.7.2. AFM表征 | 第102页 |
| 3.7.3. XPS表征 | 第102-103页 |
| 3.8. 本章小结 | 第103-104页 |
| 参考文献 | 第104-108页 |
| 第四章 PbO_x-MO_x金属氧化物的合成及其在电催化中的应用 | 第108-168页 |
| 第一部分 模型评估：电化学方法合成PbO_x-MO_x金属氧化物 | 第108-132页 |
| 4.1. 引言 | 第108页 |
| 4.2. PbO_2的制备及表征 | 第108-115页 |
| 4.2.1. 电沉积PbO_2 | 第109-111页 |
| 4.2.2. PbO_2的XRD表征 | 第111-112页 |
| 4.2.3. PbO_2的CV表征 | 第112-113页 |
| 4.2.4. PbO_2的催化ORR和OER的活性测试 | 第113-115页 |
| 4.3. MnO_2的制备及表征 | 第115-118页 |
| 4.3.1. 电沉积MnO_2 | 第115-116页 |
| 4.3.2. MnO_2的XRD表征 | 第116-117页 |
| 4.3.3. MnO_2的CV表征 | 第117-118页 |
| 4.3.4. MnO_2的催化ORR和OER的活性测试 | 第118页 |
| 4.4. PbO_x-MO_x的制备及表征 | 第118-132页 |
| 4.4.1. 共沉积PbO_x-MnO_x及其表征 | 第118-128页 |
| 4.4.2. 共沉积PbO_x-MO_x(M=Cr、Fe、Co、Ni、Cu)及其表征 | 第128-132页 |
| 第二部分 可控制备：粉体PbO_x-MnO_x金属氧化物的合成研究 | 第132-163页 |
| 4.5. 引言 | 第132页 |
| 4.6. 粉体PbO_2的合成及表征 | 第132-136页 |
| 4.6.1. 粉体PbO_2的合成 | 第132-133页 |
| 4.6.2. XRD表征 | 第133页 |
| 4.6.3. 电导率测试 | 第133-134页 |
| 4.6.4. CV表征 | 第134页 |
| 4.6.5. 催化ORR和OER的活性测试 | 第134-136页 |
| 4.7. 粉体MnO_2的合成及表征 | 第136-139页 |
| 4.7.1. 粉体MnO_2的合成 | 第136页 |
| 4.7.2. XRD表征 | 第136-137页 |
| 4.7.3. 电导率测试 | 第137页 |
| 4.7.4. CV表征 | 第137-138页 |
| 4.7.5. 催化ORR和OER的活性测试 | 第138-139页 |
| 4.8. 粉体PbO_x-MnO_x的合成及表征 | 第139-162页 |
| 4.8.1. 氧化法合成粉体PbO_x-MnO_x及其表征 | 第140-143页 |
| 4.8.2. 冷冻干燥煅烧法合成粉体PbO_x-MnO_x及其表征 | 第143-152页 |
| 4.8.3. 球磨煅烧法合成粉体PbO_x-MnO_x及其表征 | 第152-157页 |
| 4.8.4. 置换煅烧法合成粉体PbO_x-MnO_x及其表征 | 第157-162页 |
| 4.9. 本章小结 | 第162-163页 |
| 参考文献 | 第163-168页 |
| 第五章 SnO_x-MnO_x复合氧化物的合成及其在电催化中的应用 | 第168-200页 |
| 5.1. 引言 | 第168页 |
| 5.2. SnO_2的制备及表征 | 第168-173页 |
| 5.2.1. SnO_2的制备 | 第168-169页 |
| 5.2.2. SnO_2的表征 | 第169-173页 |
| 5.3. SnO_x-MnO_x(Sn元素为主)的制备及表征 | 第173-177页 |
| 5.3.1. 反向沉淀水热法合成SnO_x-MnO_x及表征 | 第173-174页 |
| 5.3.2. 溶胶水热法合成SnO_x-MnO_x及表征 | 第174-176页 |
| 5.3.3. SnO_2直接参与水热法合成SnO_x-MnO_x及表征 | 第176-177页 |
| 5.4. SnO_x-MnO_x(Mn元素为主)的制备及表征 | 第177-196页 |
| 5.4.1. SnO_2直接参与水热法合成SnO_x-MnO_x | 第178页 |
| 5.4.2. SnO_x-MnO_x的XRD表征 | 第178页 |
| 5.4.3. SnO_x-MnO_x的电导率测试 | 第178-179页 |
| 5.4.4. SnO_x-MnO_x的电化学表征 | 第179-189页 |
| 5.4.5. SnO_x-MnO_x的XPS表征 | 第189-191页 |
| 5.4.6. SnO_x-MnO_x的UPS表征 | 第191-192页 |
| 5.4.7. SnO_x-MnO_x的SEM表征 | 第192页 |
| 5.4.8. SnO_x-MnO_x的TEM表征 | 第192-194页 |
| 5.4.9. SnO_x-MnO_x的碱性聚合物燃料电池装配 | 第194-195页 |
| 5.4.10. SnO_x-MnO_x的锌空模拟电池的装配 | 第195-196页 |
| 5.5. 本章小结 | 第196-197页 |
| 参考文献 | 第197-200页 |
| 第六章 钙钛矿型氧化物的合成及在电催化中的应用 | 第200-227页 |
| 6.1. 引言 | 第200页 |
| 6.2. 钙钛矿及双钙钛矿的制备 | 第200-202页 |
| 6.2.1. 钙钛矿LaMnO_3、LaCoO_3的制备 | 第201-202页 |
| 6.2.2. 双钙钛矿LaBaMn_2O_6、La_(0.6)Ba_(1.4)Mn_2O_6、LaSrMn)2O_6以及LaBaCo_2O_6的制备 | 第202页 |
| 6.3. 层状钙钛矿的制备 | 第202-205页 |
| 6.3.1. 层状钙钛矿合成条件的优化 | 第202-204页 |
| 6.3.2. LaBa_nMn_nO_(3n+1)系列层状钙钛矿的合成 | 第204页 |
| 6.3.3. LaSr_nBa_(3-n)Mn_3O_(10)系列层状钙钛矿的合成 | 第204-205页 |
| 6.3.4. LaSr_nMn_nO_(3n+1)系列层状钙钛矿的合成 | 第205页 |
| 6.3.5. LaBa_nFe_nO_(3n+1)系列层状钙钛矿的合成 | 第205页 |
| 6.3.6. LaSr_nBa_(3-n)Fe_3O_(10)系列层状钙钛矿的合成 | 第205页 |
| 6.3.7. LaSr_nFe_nO_(3n+1)系列层状钙钛矿的合成 | 第205页 |
| 6.4. 钙钛矿及双钙钛矿结构与性能的表征 | 第205-212页 |
| 6.4.1. XRD表征粉末结构 | 第205-207页 |
| 6.4.2. CV表征 | 第207-209页 |
| 6.4.3. 催化ORR活性测试 | 第209-211页 |
| 6.4.4. 电导率测试 | 第211页 |
| 6.4.5. SEM表征 | 第211-212页 |
| 6.5. 对层状钙钛矿合成条件的优化结果 | 第212-217页 |
| 6.5.1. 合成步骤的调节对层状钙钛矿的影响 | 第212页 |
| 6.5.2. 煅烧温度的改变对层状钙钛矿的影响 | 第212-214页 |
| 6.5.3. 柠檬酸用量对层状钙钛矿的影响 | 第214-217页 |
| 6.6. 不同组成层状钙钛矿结构与性能的表征 | 第217-221页 |
| 6.6.1. XRD表征粉末结构 | 第217-218页 |
| 6.6.2. 电导率测试 | 第218页 |
| 6.6.3. CV表征 | 第218-220页 |
| 6.6.4. 催化ORR活性测试 | 第220-221页 |
| 6.7. 本章小结 | 第221-222页 |
| 参考文献 | 第222-227页 |
| 攻读博士学位期间已发表和待发表的论文 | 第227页 |
| 会议论文目录 | 第227-228页 |
| 致谢 | 第228页 |
