| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-50页 |
| 1.1 研究背景 | 第13页 |
| 1.2 燃料电池中四电子氧还原反应 | 第13-29页 |
| 1.2.1 燃料电池概述 | 第13-15页 |
| 1.2.2 氧电催化过程热力学和动力学 | 第15-29页 |
| 1.2.2.1 基本原理和参数 | 第15-19页 |
| 1.2.2.2 贵金属催化剂 | 第19-22页 |
| 1.2.2.3 过渡金属氧化物 | 第22-24页 |
| 1.2.2.4 过渡金属N掺杂碳材料 | 第24-26页 |
| 1.2.2.5 碳基非金属材料 | 第26-29页 |
| 1.3 两电子氧还原反应综述 | 第29-48页 |
| 1.3.1 两电子氧还原反应概述 | 第29-30页 |
| 1.3.2 电化学还原O_2到H_2O_2 | 第30-36页 |
| 1.3.2.1 发展历程 | 第30-32页 |
| 1.3.2.2 电化学制备H_2O_2的催化剂 | 第32-36页 |
| 1.3.3 光催化还原O_2到H_2O_2 | 第36-48页 |
| 1.3.3.1 均相催化剂体系 | 第38-40页 |
| 1.3.3.2 非均相催化剂体系光催化H_2O_2制备 | 第40-47页 |
| 1.3.3.3 光催化体系制备H_2O_2存在的问题 | 第47-48页 |
| 1.4 选题依据、研究内容和创新点 | 第48-50页 |
| 1.4.1 选题意义及依据 | 第48-49页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第49页 |
| 1.4.3 创新点 | 第49-50页 |
| 第二章 实验部分 | 第50-55页 |
| 2.1 化学原料和试剂 | 第50-51页 |
| 2.2 样品表征方法与仪器设备 | 第51-52页 |
| 2.2.1 X-射线衍射(XRD) | 第51页 |
| 2.2.2 紫外可见光谱(UV-Vis) | 第51-52页 |
| 2.2.3 扫描电镜(SEM)分析 | 第52页 |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM)分析 | 第52页 |
| 2.2.5 X射线光电子能谱(XPS) | 第52页 |
| 2.2.6 球差电镜 | 第52页 |
| 2.3 电化学和光电化学测试 | 第52-55页 |
| 2.3.1 电催化ORR测试 | 第52-53页 |
| 2.3.2 光电催化ORR测试 | 第53页 |
| 2.3.3 Mott-Schottky测试 | 第53页 |
| 2.3.4 光电催化制备H_2O_2反应及装置 | 第53页 |
| 2.3.5 H_2O_2浓度标定 | 第53-54页 |
| 2.3.6 法拉第效率 | 第54-55页 |
| 第三章 原位聚合热解制备高性能Fe-N-C催化剂用于氧还原反应 | 第55-66页 |
| 3.1 引言 | 第55-56页 |
| 3.2 实验部分 | 第56-58页 |
| 3.2.1 实验药品 | 第56页 |
| 3.2.2 材料的制备 | 第56-57页 |
| 3.2.3 性能评价 | 第57页 |
| 3.2.4 材料表征 | 第57-58页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第58-65页 |
| 3.3.1 催化剂结构表征 | 第58-65页 |
| 3.4 小结 | 第65-66页 |
| 第四章 双金属Fe,Cu掺杂竹节状碳纳米管高效氧还原反应催化剂研究 | 第66-84页 |
| 4.1 引言 | 第66-67页 |
| 4.2 实验部分 | 第67-69页 |
| 4.2.1 实验药品 | 第67页 |
| 4.2.2 材料的制备 | 第67-68页 |
| 4.2.3 电化学测试 | 第68-69页 |
| 4.2.4 表征 | 第69页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第69-83页 |
| 4.3.1 催化剂的制备 | 第69-70页 |
| 4.3.2 催化剂形貌和结构表征 | 第70-77页 |
| 4.3.3 催化剂ORR性能表征 | 第77-81页 |
| 4.3.4 其他元素掺杂Fe-N-C结构对ORR的影响 | 第81-83页 |
| 4.4 小结 | 第83-84页 |
| 第五章 非金属聚合物光阴极光电催化氧还原反应制备过氧化氢 | 第84-115页 |
| 5.1 引言 | 第84-85页 |
| 5.2 实验部分 | 第85-89页 |
| 5.2.1 材料和仪器 | 第85页 |
| 5.2.2 聚三噻吩(PTTh)光电极的制备 | 第85-86页 |
| 5.2.3 制备钒酸铋(BiVO4)光阳极 | 第86页 |
| 5.2.4 BiVO4电极上光辅助电沉积助催化剂 | 第86-87页 |
| 5.2.5 微分脉冲伏安(DPV)测试 | 第87页 |
| 5.2.6 光电化学(PEC)测试 | 第87-88页 |
| 5.2.6.1 RDE测试 | 第87页 |
| 5.2.6.2 RRDE测试 | 第87-88页 |
| 3.2.6.3 三电极制备H_2O_2 | 第88页 |
| 5.2.7 H_2O_2制备全反应方程 | 第88页 |
| 5.2.8 无偏压制备和富集H_2O_2 | 第88页 |
| 5.2.9 H_2O_2的标定 | 第88-89页 |
| 5.2.10 太阳能转化效率 | 第89页 |
| 5.2.11 法拉第效率 | 第89页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第89-114页 |
| 5.3.1 PTTh光电极制备 | 第89-90页 |
| 5.3.2 PTTh光电极形貌表征 | 第90-91页 |
| 5.3.3 PTTh光电极能带结构表征 | 第91-92页 |
| 5.3.4 光阴极性能表征 | 第92-96页 |
| 5.3.5 PTTh催化剂的电化学行为 | 第96-99页 |
| 5.3.6 利用PTTh光阴极光电化学制备H_2O_2 | 第99-103页 |
| 5.3.7 与光阳极耦合无偏压H_2O_2制备 | 第103-110页 |
| 5.3.8 DFT理论计算对于O_2活化机理的理解 | 第110-114页 |
| 5.3.8.1 计算方法 | 第110-111页 |
| 5.3.8.2 过渡态能量计算 | 第111-114页 |
| 5.4 小结 | 第114-115页 |
| 结论与展望 | 第115-117页 |
| 结论 | 第115页 |
| 本论文工作不足和展望 | 第115-117页 |
| 附录 | 第117-130页 |
| 参考文献 | 第130-154页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第154-156页 |
| 致谢 | 第156-158页 |
| 附件 | 第158页 |
