| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-62页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池概述 | 第12-16页 |
| 1.2.1 燃料电池简介 | 第12-13页 |
| 1.2.2 燃料电池分类 | 第13-15页 |
| 1.2.3 质子交换膜燃料电池的基本结构和工作原理 | 第15-16页 |
| 1.3 氧还原的电催化机理 | 第16-23页 |
| 1.4 质子交换膜燃料电池面临的问题 | 第23-24页 |
| 1.5 质子交换膜燃料电池阴极氧还原催化剂的研究进展 | 第24-29页 |
| 1.5.1 贵金属催化剂 | 第24-27页 |
| 1.5.2 非贵金属催化剂 | 第27-29页 |
| 1.6 碳基非贵金属氧还原催化剂的研究进展 | 第29-60页 |
| 1.6.1 过渡金属氮碳类催化剂 | 第30-49页 |
| 1.6.2 非金属掺杂碳材料 | 第49-60页 |
| 1.7 本论文的研究思路，主要内容及意义 | 第60-62页 |
| 第二章 实验部分 | 第62-69页 |
| 2.1 实验材料和仪器 | 第62-63页 |
| 2.1.1 实验材料 | 第62-63页 |
| 2.1.2 实验气体 | 第63页 |
| 2.1.3 实验仪器 | 第63页 |
| 2.2 催化剂表征 | 第63-65页 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) | 第63-64页 |
| 2.2.2 透射电子显微镜（TEM） | 第64页 |
| 2.2.3 X-射线光电子能谱分析（XPS） | 第64页 |
| 2.2.4 电子探针显微分析（EPMA） | 第64页 |
| 2.2.5 拉曼光谱表征（Raman） | 第64页 |
| 2.2.6 低温N2吸附测量比表面（BET）和孔径分布 | 第64页 |
| 2.2.7 X射线衍射（XRD） | 第64-65页 |
| 2.2.8 傅里叶转换红外（FTIR） | 第65页 |
| 2.2.9 原子吸收分光光度计（AAS） | 第65页 |
| 2.2.10 热重分析仪（TGA） | 第65页 |
| 2.3 催化剂ORR活性测试 | 第65-69页 |
| 2.3.1 三电极体系 | 第65-66页 |
| 2.3.2 循环伏安法（CV） | 第66页 |
| 2.3.3 线性伏安扫描法（LSV） | 第66-67页 |
| 2.3.4 旋转环盘电极测试法（RRDE） | 第67页 |
| 2.3.5 表观电子转移数的计算 | 第67-69页 |
| 第三章 碳纳米管边缘碳的生成及其催化ORR作用机理研究 | 第69-93页 |
| 3.1 引言 | 第69页 |
| 3.2 实验部分 | 第69-73页 |
| 3.2.1 碳纳米管 | 第69-70页 |
| 3.2.2 碳纳米管的氢气、硝酸、球磨处理 | 第70页 |
| 3.2.3 碳纳米管的钻孔 | 第70-72页 |
| 3.2.4 电化学测试 | 第72页 |
| 3.2.5 DFT模拟计算 | 第72-73页 |
| 3.3 碳纳米管中边缘碳对ORR催化活性的探究 | 第73-80页 |
| 3.3.1 不同碳纳米管的表征 | 第73-76页 |
| 3.3.2 不同碳纳米管的ORR性能测试 | 第76-77页 |
| 3.3.3 碳纳米管边缘碳的定量及其与ORR活性的关系 | 第77-79页 |
| 3.3.4 DFT模拟计算 | 第79-80页 |
| 3.4 碳纳米管钻孔对其ORR催化性的影响 | 第80-91页 |
| 3.4.1 钻孔过程的微观结构表征 | 第80-83页 |
| 3.4.2 钻孔过程的化学组成和结构表征 | 第83-86页 |
| 3.4.3 钻孔碳纳米管的ORR催化性能 | 第86-89页 |
| 3.4.4 不同Co用量对钻孔碳纳米管ORR的影响 | 第89-90页 |
| 3.4.5 钻孔对碳纳米管ORR催化性能的影响 | 第90-91页 |
| 3.5 本章小结 | 第91-93页 |
| 第四章 P-N, S-N, B-N双掺杂薄层碳纳米片的制备及其催化氧还原的性能与活性位研究 | 第93-105页 |
| 4.1 引言 | 第93页 |
| 4.2 实验部分 | 第93-94页 |
| 4.2.1 催化剂制备 | 第93-94页 |
| 4.2.2 电化学测试 | 第94页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第94-104页 |
| 4.3.1 制备条件的优化 | 第94-96页 |
| 4.3.2 掺杂薄层碳纳米片的表征 | 第96-98页 |
| 4.3.3 掺杂薄层碳纳米片的ORR催化性能和稳定性 | 第98-100页 |
| 4.3.4 第二掺杂元素的作用 | 第100-104页 |
| 4.4 本章小结 | 第104-105页 |
| 第五章 碳化铁填充掺氮碳纳米管的制备及其催化氧还原研究 | 第105-124页 |
| 5.1 引言 | 第105页 |
| 5.2 实验部分 | 第105-106页 |
| 5.2.1 Fe_3C@NCNTs催化剂制备 | 第105-106页 |
| 5.2.2 电化学测试 | 第106页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第106-123页 |
| 5.3.1 Fe_3C@NCNTs的结构表征以及生长机理探讨 | 第106-113页 |
| 5.3.2 Fe_3C@NCNTs的ORR催化性能和稳定性 | 第113-117页 |
| 5.3.3 Fe_3C@NCNTs催化ORR的活性中心探讨 | 第117-120页 |
| 5.3.4 Fe_3C@NCNTs催化ORR机理探讨 | 第120-123页 |
| 5.4 本章小结 | 第123-124页 |
| 结论 | 第124-126页 |
| 参考文献 | 第126-152页 |
| 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果 | 第152-154页 |
| 致谢 | 第154-156页 |
| 附表 | 第156页 |
