摘要 | 第4-6页 |
Abstract | 第6-7页 |
第1章 文献综述 | 第11-37页 |
1.1. 燃料电池简介 | 第11页 |
1.2. 燃料电池阴极氧还原反应 | 第11-12页 |
1.3. 阴极ORR催化剂 | 第12-25页 |
1.3.1. Pt基ORR催化剂 | 第12-13页 |
1.3.2. 非贵金属ORR催化剂 | 第13-20页 |
1.3.2.1. 过渡金属氮掺杂碳催化剂(M-N/C) | 第13-17页 |
1.3.2.2. M-N/C催化剂的活性位点 | 第17-20页 |
1.3.3. 不含金属(Metal-free)的ORR催化剂 | 第20-25页 |
1.3.3.1. 氧掺杂碳催化剂 | 第20页 |
1.3.3.2. B、S、P等掺杂碳催化剂 | 第20-21页 |
1.3.3.3. 氮掺杂碳(NC)催化剂 | 第21-25页 |
1.3.3.4. 氮掺杂碳(NC)材料的催化机理 | 第25页 |
1.4. 本论文的研究思路、内容及创新点 | 第25-28页 |
参考文献 | 第28-37页 |
第2章 N-掺杂碳纳米管的制备及其氧还原性能研究 | 第37-59页 |
2.1. 前言 | 第37-38页 |
2.2. 实验部分 | 第38-39页 |
2.2.1. TPT的合成 | 第38页 |
2.2.2. 酸化碳纳米管(CN_Ts)的合成 | 第38页 |
2.2.3. 氮掺杂碳纳米管(NCN_T)的合成 | 第38页 |
2.2.4. 电化学测试 | 第38-39页 |
2.2.4.1. 工作电极的制备 | 第38-39页 |
2.2.4.2. 旋转圆盘测试(RDE) | 第39页 |
2.3. 结果与讨论 | 第39-53页 |
2.3.1. TPT的结构表征 | 第39-41页 |
2.3.2. 氮掺杂碳纳米管(NCN_T)的合成 | 第41-43页 |
2.3.2.1. CN_Ts与TPT的质量比对NCN_T ORR催化性能的影响 | 第41-42页 |
2.3.2.2. 热解温度对NCN_T ORR催化性能的影响 | 第42-43页 |
2.3.3. 形貌和结构 | 第43-44页 |
2.3.4. 氮掺杂碳纳米管表面组成及氮存在的形式 | 第44-47页 |
2.3.5. ORR催化性能研究 | 第47-52页 |
2.3.6. 催化剂的抗甲醇影响和稳定性测试 | 第52-53页 |
2.4. 结论 | 第53-55页 |
参考文献 | 第55-59页 |
第3章 基于PTPT的NC催化剂的制备及其氧还原性能研究 | 第59-78页 |
3.1. 前言 | 第59-60页 |
3.2. 实验部分 | 第60-61页 |
3.2.1. 聚合物网络(PTPT PN)的合成 | 第60页 |
3.2.2. 不含金属(metal-free)NC催化剂的制备 | 第60-61页 |
3.2.3. 工作电极的制备 | 第61页 |
3.2.4. 旋转环盘测试(RRDE) | 第61页 |
3.3. 结果与讨论 | 第61-73页 |
3.3.1. TPT氧化聚合的机理 | 第61-62页 |
3.3.2. 热解温度对NC催化剂ORR性能的影响 | 第62-64页 |
3.3.3. 形貌和结构 | 第64-67页 |
3.3.4. ORR催化性能研究 | 第67-72页 |
3.3.5. 催化剂的抗甲醇影响和稳定性测试 | 第72-73页 |
3.4. 本章小结 | 第73-74页 |
参考文献 | 第74-78页 |
第4章 基于PTPT的Fe-N/C催化剂的制备及其氧还原性能研究 | 第78-101页 |
4.1. 前言 | 第78-79页 |
4.2. 实验部分 | 第79-80页 |
4.2.1. 多孔聚合物(PTPT PN)的合成 | 第79页 |
4.2.2. Fe-N/C催化剂的制备 | 第79-80页 |
4.2.3. 工作电极的制备 | 第80页 |
4.3. 结果与讨论 | 第80-95页 |
4.3.1. Fe-N/C催化剂的合成 | 第80-85页 |
4.3.1.1. 热解温度对Fe-N/C ORR催化性能的影响 | 第80-82页 |
4.3.1.2. 金属与聚合物的比例对Fe-N/C ORR催化性能的影响 | 第82-85页 |
4.3.2. Fe-N/C催化剂的形貌和结构 | 第85-89页 |
4.3.3. ORR催化性能研究 | 第89-92页 |
4.3.4. 催化剂的抗甲醇影响和稳定性测试 | 第92-95页 |
4.4. 本章小结 | 第95-97页 |
参考文献 | 第97-101页 |
第5章 基于P(TPT-Py)的Fe-N_(TP)/C催化剂的制备及其氧还原性能研究 | 第101-125页 |
5.1. 前言 | 第101-102页 |
5.2. 实验部分 | 第102-103页 |
5.2.1. 聚合物网络的合成 | 第102-103页 |
5.2.1.1. 共聚物网络(TPT-Py CPN)的合成 | 第102页 |
5.2.1.2. 均聚物网络(TPT PN)的合成 | 第102页 |
5.2.1.3. 均聚物网络(Py PN)的合成 | 第102-103页 |
5.2.2. Fe-N_(TP)/C、Fe-N_T/C、Fe-N_P/C催化剂的制备 | 第103页 |
5.2.3. 工作电极的制备 | 第103页 |
5.3. 结果与讨论 | 第103-121页 |
5.3.1. Fe-N_(TP)/C催化剂的合成 | 第103-107页 |
5.3.1.1.单体配比对Fe-N_(TP)/C ORR催化性能的影响 | 第103-104页 |
5.3.1.2. 金属与共聚物的比例对Fe-N_(TP)/C ORR催化性能的影响 | 第104-105页 |
5.3.1.3. 热解温度对Fe-N_(TP)/C ORR催化性能的影响 | 第105-107页 |
5.3.2. 形貌和结构 | 第107-113页 |
5.3.3. ORR催化性能研究 | 第113-120页 |
5.3.4. 催化剂的抗甲醇影响和稳定性测试 | 第120-121页 |
5.4. 本章小结 | 第121-122页 |
参考文献 | 第122-125页 |
第6章 总结与展望 | 第125-127页 |
致谢 | 第127-128页 |
附录A 实验试剂与仪器 | 第128-130页 |
附录B 催化剂的结构及形貌表征方法 | 第130-132页 |
攻读博士学位期间发表论文和专利情况 | 第132页 |