| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 论文的主要创新与贡献 | 第9-14页 |
| 第1章 绪论 | 第14-28页 |
| 1.1 燃料电池概述 | 第14-15页 |
| 1.1.1 燃料电池的发明和发展 | 第14-15页 |
| 1.1.2 燃料电池工作原理和分类 | 第15页 |
| 1.2 燃料电池氧还原催化剂 | 第15-20页 |
| 1.2.1 过渡金属氧化物催化剂 | 第16-18页 |
| 1.2.2 过渡金属大环化合物催化剂 | 第18-20页 |
| 1.3 燃料电池氧还原催化剂载体的研究 | 第20-24页 |
| 1.3.1 碳纳米管的发现 | 第20-21页 |
| 1.3.2 碳纳米管的分类 | 第21-22页 |
| 1.3.3 碳纳米管的催化性能 | 第22-24页 |
| 1.4 碳纳米管做为燃料电池催化剂载体的优势 | 第24页 |
| 1.5 本论文的研究背景与研究内容 | 第24-28页 |
| 1.5.1 研究背景 | 第24-26页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第26页 |
| 1.5.3 研究方案 | 第26-28页 |
| 第2章 实验方法 | 第28-34页 |
| 2.1 引言 | 第28页 |
| 2.2 实验原材料 | 第28-29页 |
| 2.3 实验仪器 | 第29页 |
| 2.4 催化剂制备过程 | 第29-30页 |
| 2.4.1 碳纳米管负载金属酞菁(CNT/MPc)的制备 | 第29-30页 |
| 2.4.2 纳米MnO_2的制备 | 第30页 |
| 2.4.3 催化剂的表征 | 第30页 |
| 2.5 催化剂电催化性能的测试方法 | 第30-33页 |
| 2.5.1 工作电极的制备 | 第30-31页 |
| 2.5.2 循环伏安法 | 第31页 |
| 2.5.3 线性扫描伏安法 | 第31页 |
| 2.5.4 催化剂的电催化稳定性评价 | 第31-32页 |
| 2.5.5 塔菲尔测试 | 第32页 |
| 2.5.6 强制对流的方法——旋转圆盘电极法 | 第32-33页 |
| 2.6 本章小结 | 第33-34页 |
| 第3章 纳米α,β,γ-MnO_2催化氧还原性能 | 第34-42页 |
| 3.1 引言 | 第34页 |
| 3.2 实验部分 | 第34页 |
| 3.2.1 α-MnO_2的制备 | 第34页 |
| 3.2.2 β-MnO_2的制备 | 第34页 |
| 3.2.3 γ-MnO_2的制备 | 第34页 |
| 3.3 结果与分析 | 第34-36页 |
| 3.3.1 三种MnO_2的物相分析 | 第34-35页 |
| 3.3.2 三种MnO_2的微观形貌分析 | 第35-36页 |
| 3.4 催化氧还原性能 | 第36-40页 |
| 3.4.1 循环伏安测试 | 第36-37页 |
| 3.4.2 塔菲尔极化曲线分析 | 第37页 |
| 3.4.3 线性扫描循环伏安法 | 第37-39页 |
| 3.4.4 旋转圆盘电极测试 | 第39-40页 |
| 3.4.5 耐久性测定——计时电流法 | 第40页 |
| 3.5 本章小结 | 第40-42页 |
| 第4章 CNT负载单核金属酞菁-MnO_2双催化剂的催化性能 | 第42-74页 |
| 4.1 引言 | 第42页 |
| 4.2 实验部分 | 第42-43页 |
| 4.2.1 CNT负载无取代单核金属酞菁(CNT/MPc)的制备 | 第43页 |
| 4.2.2 CNT负载硝基单核金属酞菁(CNT/TNMPc)的制备 | 第43页 |
| 4.2.3 CNT负载氨基单核金属酞菁(CNT/TAMPc)的制备 | 第43页 |
| 4.2.4 CNT负载酰胺基单核金属酞菁(CNT/TcaMPc)的制备 | 第43页 |
| 4.3 CNT负载单核金属酞菁的结构表征 | 第43-50页 |
| 4.4 双催化剂催化氧还原性能 | 第50-71页 |
| 4.4.1 CNT负载单核金属酞菁-MnO_2双催化剂优异配比的确定 | 第50-53页 |
| 4.4.2 金属酞菁中心金属离子对双催化剂性能的影响 | 第53页 |
| 4.4.3 双催化剂的氧还原起始电位 | 第53-55页 |
| 4.4.4 双催化剂的动力学 | 第55-60页 |
| 4.4.5 双催化剂催化氧还原机理 | 第60-66页 |
| 4.4.6 双催化剂的抗甲醇毒性 | 第66-69页 |
| 4.4.7 催化剂耐久性测试 | 第69-71页 |
| 4.5 本章小结 | 第71-74页 |
| 第5章 CNT负载共联苯双核金属酞菁-MnO_2双催化剂催化氧还原性能 | 第74-96页 |
| 5.1 引言 | 第74页 |
| 5.2 实验部分 | 第74-75页 |
| 5.2.1 CNT负载无取代共联苯双核金属酞菁(CNT/MPc-MPc)的制备 | 第75页 |
| 5.2.2 CNT负载硝基取代共联苯双核金属酞菁(CNT/HNMPc-MPc)的制备 | 第75页 |
| 5.2.3 CNT负载酰胺基取代共联苯双核金属酞菁(CNT/HcaMPc-MPc)的制备 | 第75页 |
| 5.3 催化剂的结构表征 | 第75-80页 |
| 5.4 催化氧还原性能 | 第80-93页 |
| 5.4.1 CNT负载共联苯双核金属酞菁与MnO_2优异配比的探索 | 第80-82页 |
| 5.4.2 酞菁的中心金属离子和取代基对双催化剂催化性能的影响 | 第82-83页 |
| 5.4.3 双催化剂的氧还原起始电位 | 第83-84页 |
| 5.4.4 双催化剂的动力学研究 | 第84-87页 |
| 5.4.5 双催化剂催化氧还原反应机理 | 第87-90页 |
| 5.4.6 双催化剂的抗甲醇性能测试 | 第90-91页 |
| 5.4.7 双催化剂的耐久性评价 | 第91-93页 |
| 5.5 本章小结 | 第93-96页 |
| 第6章 CNT负载共苯环双核金属酞菁-MnO_2双催化剂催化氧还原性能 | 第96-122页 |
| 6.1 引言 | 第96页 |
| 6.2 实验部分 | 第96-97页 |
| 6.2.1 CNT负载无取代共苯环双核金属酞菁(CNT/M_2Pc_2)的制备 | 第96页 |
| 6.2.2 CNT负载硝基取代共苯环双核金属酞菁(CNT/HNM_2Pc_2)的制备 | 第96-97页 |
| 6.2.3 CNT负载酰胺基取代共苯环双核金属酞菁(CNT/HcaM_2Pc_2)的制备 | 第97页 |
| 6.3 催化剂的结构表征 | 第97-102页 |
| 6.4 催化氧还原性能 | 第102-120页 |
| 6.4.1 CNT负载共苯环双核金属酞菁与MnO_2优异配比的确定 | 第102-105页 |
| 6.4.2 酞菁的中心金属离子和取代基对双催化剂催化性能的影响 | 第105-106页 |
| 6.4.3 双催化剂氧还原起始电位分析 | 第106-108页 |
| 6.4.4 双催化剂的动力学 | 第108-112页 |
| 6.4.5 双催化剂的氧还原机理 | 第112-115页 |
| 6.4.6 双催化剂的抗甲醇性能 | 第115-117页 |
| 6.4.7 双催化剂的耐久性 | 第117-120页 |
| 6.5 本章小结 | 第120-122页 |
| 结论 | 第122-124页 |
| 参考文献 | 第124-138页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第138-140页 |
| 致谢 | 第140-141页 |
