| Abstract | 第4-6页 |
| 摘要 | 第7-15页 |
| List of abbreviations and terms | 第15-17页 |
| Chapter 1: Introduction and Literature review | 第17-33页 |
| 1.1 Introduction | 第17-20页 |
| 1.1.1 Problem of fossil energies: | 第17页 |
| 1.1.2 Role of (ORR) in clean energy conversion and storage devices | 第17-19页 |
| 1.1.3 Objective | 第19-20页 |
| 1.2 Literature review | 第20-33页 |
| 1.2.1 Concept of metal-air batteries and fuel cells | 第20-24页 |
| 1.2.2 ORR in alkaline zinc-air battery | 第24-25页 |
| 1.2.3 ORR in PEM fuel cells | 第25-26页 |
| 1.2.4 Platinum and heteroatom-transition metal doped porous carbon ORR catalysts | 第26-30页 |
| 1.2.5 ORR mechanism on non-precious catalysts | 第30-33页 |
| CHAPTER 2: Experimental methods and characterization techniques | 第33-50页 |
| 2.1 Experimental Methods | 第33-36页 |
| 2.1.1 Pyrolysis method | 第33页 |
| 2.1.2 Template Approach | 第33-34页 |
| 2.1.3 Catalyst preparation | 第34页 |
| 2.1.4 Alkaline leaching of Silica | 第34-35页 |
| 2.1.5 Acidic leaching of inorganic metal species | 第35页 |
| 2.1.6 Preparation of rotating disk electrode | 第35页 |
| 2.1.7 Preparation of catalytic layer | 第35-36页 |
| 2.1.8 Preparation of gas diffusion layer | 第36页 |
| 2.2 Characterization techniques | 第36-50页 |
| 2.2.1 Scanning electron microscopy (SEM) | 第36-37页 |
| 2.2.2 Transmission electron microscopy(TEM) | 第37-39页 |
| 2.2.3 Brunauer-Emmet-Teller adsorption isotherm(BET) | 第39-40页 |
| 2.2.4 X-Ray Photoelectron spectroscopy (XPS) | 第40-41页 |
| 2.2.5 X-Ray diffraction (XRD) | 第41-43页 |
| 2.2.6 Raman spectroscopy(RS) | 第43-44页 |
| 2.2.7 Thermo gravimetric analysis(TGA) | 第44页 |
| 2.2.8 Linear sweep voltammetry(LSV) | 第44-46页 |
| 2.2.9 Cyclic voltammetry (CV) | 第46-47页 |
| 2.2.10 Rotating ring disk electrode(RRDE) and potentiostat | 第47页 |
| 2.2.11 Ring current analysis and Tafel plots | 第47-50页 |
| CHAPTER 3: Results and discussions of synthesized electrocatalysts | 第50-90页 |
| 3.1 The effect of thiourea/glucose ratio on Fe-N-S/CBORR catalysts | 第50-55页 |
| 3.1.1 Objective | 第50-51页 |
| 3.1.2 Effect on surface area and porosity | 第51-53页 |
| 3.1.3 Effect on oxygen reduction reaction(ORR)activities | 第53-54页 |
| 3.1.4 Summary | 第54-55页 |
| 3.2 The effect of acidic leaching on Fe-N-S/CB | 第55-74页 |
| 3.2.1 Objective | 第55页 |
| 3.2.2 Effect on structure and morphology | 第55-64页 |
| 3.2.3 Effect on pore structure and surface area | 第64-66页 |
| 3.2.4 Fe-N-S/CBA XPS Surface functionalities analysis | 第66-70页 |
| 3.2.5 Effect on(ORR)activities | 第70-74页 |
| 3.2.6 Summary | 第74页 |
| 3.3 Effect of acidic leaching on Co-N-S/CB | 第74-82页 |
| 3.3.1 Objective | 第74-75页 |
| 3.3.2 Effect on morphology and surface functionalities | 第75-80页 |
| 3.3.3 Effect on(ORR)activities | 第80-82页 |
| 3.3.4 Summary | 第82页 |
| 3.4 Effect of heating temperature on Fe-N-S/CBA ORR catalyst | 第82-90页 |
| 3.4.1 Objective | 第82-83页 |
| 3.4.2 Effect on composition of Fe-N-S/CBA catalysts | 第83-87页 |
| 3.4.4 Effect on (ORR) activities | 第87-89页 |
| 3.4.5 Summary | 第89-90页 |
| CHAPTER 4: (ORR) performances on Fe-N/CBA, Fe-N-S/CBA and Pt/C catalysts, andapplication of Fe-N-S/CBA as cathode catalyst in discharge Zinc-air battery | 第90-98页 |
| 4.1 Objective | 第90页 |
| 4.2 Cyclic Voltammetry (CV) analysis | 第90-91页 |
| 4.3 Linear Sweep Voltammetry (LSV) and Tafel plots | 第91-93页 |
| 4.4 Oxygen reduction reaction (ORR) selectivity | 第93-95页 |
| 4.5 Durability and methanol Crossover tests of Fe-N-S/CBA and Pt/C catalysts | 第95-96页 |
| 4.6 Fe-N-S/CBA catalyst as air-cathode catalyst in discharging zinc-air battery | 第96-98页 |
| CHAPTER 5: Conclusions | 第98-100页 |
| 结论 | 第100-101页 |
| References | 第101-106页 |
| ACKNOWLEDGEMENTS | 第106-107页 |
| INTRODUCTION OF AUTHOR AND SUPERVISOR | 第107-108页 |
| 附件 | 第108-110页 |
