| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-34页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 燃料电池及其工作原理 | 第12-17页 |
| 1.2.1 燃料电池发展历史 | 第12-13页 |
| 1.2.2 燃料电池的类型 | 第13-14页 |
| 1.2.3 质子交换膜燃料电池 | 第14-16页 |
| 1.2.4 直接甲酸燃料电池 | 第16-17页 |
| 1.3 氧还原催化剂的研究现状 | 第17-29页 |
| 1.3.1 ORR反应特征 | 第17-20页 |
| 1.3.2 贵金属催化剂 | 第20-22页 |
| 1.3.3 无金属催化剂 | 第22-24页 |
| 1.3.4 非贵金属催化剂 | 第24-27页 |
| 1.3.5 碳载体材料 | 第27-29页 |
| 1.4 甲酸氧化催化剂的研究现状 | 第29-32页 |
| 1.4.1 甲酸氧化机理 | 第29页 |
| 1.4.2 无负载贵金属催化剂 | 第29-31页 |
| 1.4.3 负载型贵金属催化剂 | 第31-32页 |
| 1.5 本文的研究思路 | 第32-34页 |
| 第二章 实验部分 | 第34-40页 |
| 2.1 实验材料 | 第34-35页 |
| 2.2 催化剂合成方法 | 第35-36页 |
| 2.2.1 基于聚苯胺的氧还原催化剂合成 | 第35页 |
| 2.2.2 基于聚邻苯二胺的氧还原催化剂合成 | 第35-36页 |
| 2.2.3 Pd/XC-72甲酸氧化催化剂的合成 | 第36页 |
| 2.3 电化学测试方法 | 第36-38页 |
| 2.3.1 电极预处理 | 第36-37页 |
| 2.3.2 循环伏安法(CV) | 第37页 |
| 2.3.3 旋转圆盘电极—线性扫描伏安法(RDE-LSV) | 第37-38页 |
| 2.3.4 恒电流放电法 | 第38页 |
| 2.4 材料表征方法 | 第38-40页 |
| 2.4.1 场发射扫描电子显微镜(SEM) | 第38-39页 |
| 2.4.2 高分辨透射扫描电子显微镜(HRTEM) | 第39页 |
| 2.4.3 X射线衍射(XRD) | 第39页 |
| 2.4.4 傅里叶变换红外光谱(FTIR) | 第39页 |
| 2.4.5 氮气吸脱附测试 | 第39页 |
| 2.4.6 X射线光电子能谱(XPS) | 第39-40页 |
| 第三章 基于聚苯胺的氧还原催化剂研究 | 第40-50页 |
| 3.1 引言 | 第40页 |
| 3.2 苯胺及其聚合物的特性 | 第40-42页 |
| 3.3 聚苯胺多孔碳催化剂的合成 | 第42-44页 |
| 3.3.1 聚苯胺的热解 | 第42页 |
| 3.3.2 模板法制备多孔碳催化剂 | 第42-44页 |
| 3.4 聚苯胺多孔碳催化剂的电化学分析 | 第44-49页 |
| 3.4.1 多孔结构对催化活性的影响 | 第44-45页 |
| 3.4.2 硝酸盐掺杂对催化活性的影响 | 第45-48页 |
| 3.4.3 热处理温度对催化活性的影响 | 第48-49页 |
| 3.5 小结 | 第49-50页 |
| 第四章 基于聚邻苯二胺的氧还原催化剂研究 | 第50-68页 |
| 4.1 引言 | 第50页 |
| 4.2 邻苯二胺及其聚合物的特性 | 第50-54页 |
| 4.2.1 邻苯二胺与钴的配合 | 第50-52页 |
| 4.2.2 邻苯二胺的聚合 | 第52-54页 |
| 4.3 聚邻苯二胺多孔碳催化剂的合成 | 第54-56页 |
| 4.4 液氮闪冻法的应用 | 第56-58页 |
| 4.5 工艺参数的优化 | 第58-65页 |
| 4.5.1 引发剂加入量的优化 | 第58-60页 |
| 4.5.2 硝酸钴加入量的优化 | 第60-62页 |
| 4.5.3 与其他催化剂的性能对比 | 第62-64页 |
| 4.5.4 多循环测试 | 第64-65页 |
| 4.6 小结 | 第65-68页 |
| 第五章 直接甲酸燃料电池的研究 | 第68-82页 |
| 5.1 引言 | 第68页 |
| 5.2 碳载钯甲酸氧化催化剂的研究 | 第68-72页 |
| 5.2.1 Pd/C催化剂的合成和电化学分析 | 第68-71页 |
| 5.2.2 析氢对甲酸氧化的影响 | 第71-72页 |
| 5.2.3 催化剂失活的分析 | 第72页 |
| 5.3 直接甲酸燃料电池的放电测试 | 第72-80页 |
| 5.3.1 单电池组装的要点 | 第73-74页 |
| 5.3.2 甲酸浓度对电池性能的影响 | 第74-75页 |
| 5.3.3 质子交换膜对电池性能的影响 | 第75-76页 |
| 5.3.4 工作温度对电池性能的影响 | 第76-77页 |
| 5.3.5 非贵金属催化剂的甲酸电池性能 | 第77-79页 |
| 5.3.6 以聚吡咯修饰氧还原电极 | 第79-80页 |
| 5.4 小结 | 第80-82页 |
| 第六章 结论 | 第82-84页 |
| 6.1 结论 | 第82页 |
| 6.2 创新点 | 第82-83页 |
| 6.3 不足与展望 | 第83-84页 |
| 参考文献 | 第84-90页 |
| 作者简介及在学期间取得的学术成果 | 第90页 |