| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-41页 |
| 1.1 引言 | 第14页 |
| 1.2 燃料电池概述 | 第14-18页 |
| 1.2.1 燃料电池的发展历史 | 第14-16页 |
| 1.2.2 燃料电池的分类 | 第16页 |
| 1.2.3 燃料电池的工作原理 | 第16-18页 |
| 1.3 氧还原反应(ORR) | 第18-20页 |
| 1.4 非贵金属氧还原催化剂 | 第20-39页 |
| 1.4.1 非贵金属氧还原催化剂的研究意义 | 第20-21页 |
| 1.4.2 非贵金属氧还原催化剂的里程碑 | 第21-22页 |
| 1.4.3 杂原子掺杂的石墨烯材料 | 第22-26页 |
| 1.4.4 过渡金属掺杂的复合催化剂(M/N/C) | 第26-33页 |
| 1.4.5 非热处理大环化合物 | 第33-34页 |
| 1.4.6 其他类型NPM氧还原催化剂 | 第34-36页 |
| 1.4.7 M/N/C氧还原催化剂的活性中心 | 第36-39页 |
| 1.5 本论文的研究目的和内容 | 第39-41页 |
| 第2章 实验 | 第41-50页 |
| 2.1 实验材料与试剂 | 第41-42页 |
| 2.2 实验仪器 | 第42页 |
| 2.3 物理表征 | 第42-45页 |
| 2.3.1 X射线衍射 | 第42-43页 |
| 2.3.2 X射线光电子能谱 | 第43页 |
| 2.3.3 透射电子显微镜 | 第43页 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜 | 第43-44页 |
| 2.3.5 氮气吸脱附等温线 | 第44页 |
| 2.3.6 Raman光谱 | 第44-45页 |
| 2.3.7 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) | 第45页 |
| 2.3.8 紫外-可见分子吸收光谱(UV-VIS) | 第45页 |
| 2.4 电化学表征 | 第45-48页 |
| 2.4.1 电极和电解池 | 第45-46页 |
| 2.4.2 氧还原催化活性测试 | 第46-48页 |
| 2.4.3 稳定性测试 | 第48页 |
| 2.4.4 抗甲醇性测试 | 第48页 |
| 2.5 单电池测试 | 第48-50页 |
| 2.5.1 阴离子交换膜燃料电池(AEMFC) | 第48-49页 |
| 2.5.2 质子交换膜燃料电池(PEMFC) | 第49-50页 |
| 第3章 基于氨基噻唑的N、S、Fe共掺杂石墨烯/碳黑复合材料的制备及其氧还原性能研究 | 第50-74页 |
| 3.1 引言 | 第50-51页 |
| 3.2 实验 | 第51-52页 |
| 3.2.1 KJ600碳黑预处理 | 第51页 |
| 3.2.2 AT-Fe/N/C催化剂的制备 | 第51-52页 |
| 3.2.3 AT-Fe/N/SiO_2、AT-N/C、AIZ-Fe/N/C催化剂的制备 | 第52页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第52-73页 |
| 3.3.1 合成过程分析 | 第52-55页 |
| 3.3.2 催化剂的物理表征 | 第55-59页 |
| 3.3.3 石墨烯的来源分析 | 第59-60页 |
| 3.3.4 催化剂的氧还原活性表征 | 第60-63页 |
| 3.3.5 氧还原活性中心的位置 | 第63-64页 |
| 3.3.6 催化剂的稳定性测试 | 第64-66页 |
| 3.3.7 催化剂的抗甲醇性 | 第66-68页 |
| 3.3.8 燃料电池单电池测试 | 第68-69页 |
| 3.3.9 硫元素的影响 | 第69-73页 |
| 3.4 本章小结 | 第73-74页 |
| 第4章 基于轴向开链多壁碳纳米管的Fe、N共掺杂石墨烯纳米带/碳纳米管复合材料制备及其氧还原性能研究 | 第74-95页 |
| 4.1 引言 | 第74-75页 |
| 4.2 实验 | 第75-77页 |
| 4.2.1 部分轴向开链的多壁碳纳米管的制备 | 第75页 |
| 4.2.2 FeN-uCNT、FeN-pCNT和FeN-CB催化剂的合成 | 第75-76页 |
| 4.2.3 FeN-R-uCNT(N_2H_2)、FeN-R-uCNT(HI)的合成 | 第76-77页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第77-94页 |
| 4.3.1 合成过程研究 | 第77-78页 |
| 4.3.2 前驱体中铁含量的优化 | 第78-79页 |
| 4.3.3 热处理温度的影响 | 第79-85页 |
| 4.3.4 碳载体的影响 | 第85-91页 |
| 4.3.5 稳定性与耐甲醇性 | 第91-92页 |
| 4.3.6 含氧官能团的影响 | 第92-93页 |
| 4.3.7 与AT-Fe/N/C催化剂的对比 | 第93-94页 |
| 4.4 本章小结 | 第94-95页 |
| 第5章 基于三聚氰胺-甲醛树脂的Fe、N、S共掺杂多孔石墨碳的制备及其氧还原性能研究 | 第95-120页 |
| 5.1 引言 | 第95-96页 |
| 5.2 实验部分 | 第96-97页 |
| 5.2.1 FeNS-G催化剂的合成 | 第96-97页 |
| 5.2.2 单电池测试 | 第97页 |
| 5.3 硫氰化铁含量的影响 | 第97-100页 |
| 5.4 不同Fe~(3+)和SCN~-比例的影响 | 第100-104页 |
| 5.4.1 RRDE测试 | 第100-101页 |
| 5.4.2 结构性质表征 | 第101-102页 |
| 5.4.3 元素组成分析 | 第102-104页 |
| 5.5 造孔模板的影响 | 第104-107页 |
| 5.5.1 ORR活性测试 | 第104-105页 |
| 5.5.2 结构性质表征 | 第105-107页 |
| 5.6 热处理温度的影响 | 第107-115页 |
| 5.6.1 ORR活性表征 | 第107-108页 |
| 5.6.2 物理性质表征 | 第108-111页 |
| 5.6.3 组分含量分析 | 第111-115页 |
| 5.7 稳定性与耐甲醇性 | 第115-116页 |
| 5.8 碱性介质中的电化学性能 | 第116-118页 |
| 5.9 单电池测试 | 第118-119页 |
| 5.10 本章小结 | 第119-120页 |
| 第6章 结论与展望 | 第120-122页 |
| 参考文献 | 第122-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 附录 | 第142页 |
