| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 1 绪论 | 第13-39页 |
| 1.1 引言 | 第13页 |
| 1.2 燃料电池 | 第13-18页 |
| 1.2.1 燃料电池发展简史 | 第13-14页 |
| 1.2.2 燃料电池的分类 | 第14-16页 |
| 1.2.3 直接硼氢化钠燃料电池 | 第16-18页 |
| 1.3 碱性环境下阴极非铂催化剂的研究进展 | 第18-22页 |
| 1.3.1 金属催化剂 | 第19页 |
| 1.3.2 金属氧化物 | 第19-20页 |
| 1.3.3 金属大环化合物 | 第20-21页 |
| 1.3.4 非大环类M-N/C催化剂 | 第21-22页 |
| 1.4 氮掺杂碳材料担载过渡金属催化剂的研究进展 | 第22-31页 |
| 1.4.1 金属前驱体 | 第22-24页 |
| 1.4.2 氮源 | 第24-25页 |
| 1.4.3 碳载体 | 第25-26页 |
| 1.4.4 热处理条件 | 第26-27页 |
| 1.4.5 M-N/C催化剂上的氧还原反应机理与途径 | 第27-31页 |
| 1.5 水热法合成氧还原催化剂的研究现状 | 第31-34页 |
| 1.5.1 贵金属和金属氧化物 | 第32-33页 |
| 1.5.2 催化剂载体及氮掺杂催化剂 | 第33-34页 |
| 1.6 大孔/介孔碳材料在燃料电池阴极催化剂中的应用 | 第34-36页 |
| 1.6.1 硬模板法 | 第35-36页 |
| 1.6.2 软模板法 | 第36页 |
| 1.7 本文的研究背景和拟研究内容 | 第36-39页 |
| 2 实验方法 | 第39-47页 |
| 2.1 材料的合成与制备 | 第39-43页 |
| 2.1.1 实验原料 | 第39-40页 |
| 2.1.2 大孔碳的制备 | 第40页 |
| 2.1.3 聚吡咯修饰碳材料的制备 | 第40-42页 |
| 2.1.4 M掺杂聚吡咯修饰碳材料的制备 | 第42-43页 |
| 2.2 材料的表征方法 | 第43-44页 |
| 2.2.1 X射线衍射分析(XRD) | 第43页 |
| 2.2.2 X射线光电子能谱(XPS) | 第43页 |
| 2.2.3 场发射扫描电子显微镜(SEM) | 第43页 |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM) | 第43页 |
| 2.2.5 比表面积测试(BET) | 第43-44页 |
| 2.2.6 傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR) | 第44页 |
| 2.3 材料的电化学性能测试 | 第44-47页 |
| 2.3.1 循环伏安和旋转圆盘电极测试 | 第44-45页 |
| 2.3.2 电化学交流阻抗谱测试 | 第45页 |
| 2.3.3 燃料电池测试 | 第45-47页 |
| 3 M-N/C氧还原催化剂的组成及其相互作用 | 第47-69页 |
| 3.1 引言 | 第47-48页 |
| 3.2 M(OH)_2/C催化剂的制备与表征 | 第48-54页 |
| 3.2.1 M(OH)_2/BP2000的制备与表征 | 第48-49页 |
| 3.2.2 M(OH)_2/BP2000作为阴极催化剂的电池放电测试 | 第49-50页 |
| 3.2.3 M(OH)_2上的ORR催化机理 | 第50-52页 |
| 3.2.4 温度对M(OH)_2 ORR催化性能的影响 | 第52-54页 |
| 3.3 聚吡咯修饰的Co(OH)_2/BP2000催化剂 | 第54-61页 |
| 3.4 Co-PPy/BP催化剂的水热法合成与结构表征 | 第61-65页 |
| 3.5 Co-PPy/BP的电化学性能测试 | 第65-67页 |
| 3.6 本章小结 | 第67-69页 |
| 4 聚吡咯修饰作用的强化 | 第69-93页 |
| 4.1 引言 | 第69页 |
| 4.2 不同掺杂金属对M-PPy/BP ORR催化活性的影响 | 第69-71页 |
| 4.3 掺杂阴离子对Co-PPy/BP ORR催化活性的影响 | 第71-73页 |
| 4.4 水热反应温度对Co-PPy/BP的影响 | 第73-88页 |
| 4.4.1 水热反应温度对Co-PPy/BP形貌和微观结构的影响 | 第73-75页 |
| 4.4.2 水热反应温度对Co-PPy/BP中N和Co的影响 | 第75-78页 |
| 4.4.3 水热反应温度对Co-PPy/BP中碳载体的影响 | 第78-81页 |
| 4.4.4 水热反应温度对Co-PPy/BP ORR催化活性的影响 | 第81-88页 |
| 4.5 Co-PPy/BP中ORR催化活性位的构成与催化途径 | 第88-90页 |
| 4.6 本章小结 | 第90-93页 |
| 5 碳材料的载体作用强化 | 第93-111页 |
| 5.1 引言 | 第93页 |
| 5.2 Co-PPy/MPC的制备与表征 | 第93-98页 |
| 5.2.1 MPC的制备与表征 | 第93-95页 |
| 5.2.2 PPy/MPC的制备 | 第95-97页 |
| 5.2.3 Co-PPy/MPC催化剂的制备 | 第97-98页 |
| 5.3 BP2000与大孔碳的比较 | 第98-100页 |
| 5.4 大孔碳的结构对Co-PPy/MPC催化活性的影响 | 第100-110页 |
| 5.4.1 碳源对大孔碳形貌和性质的影响 | 第100-103页 |
| 5.4.2 喷雾干燥法制备大孔碳 | 第103-106页 |
| 5.4.3 分段升温炭化对大孔碳进行自活化处理 | 第106-110页 |
| 5.5 本章小结 | 第110-111页 |
| 6 结论 | 第111-115页 |
| 6.1 本文结论 | 第111-112页 |
| 6.2 本文的主要创新成果 | 第112页 |
| 6.3 本文存在的不足和展望 | 第112-115页 |
| 参考文献 | 第115-129页 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 | 第129-130页 |
