| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第11-37页 |
| 1.1 燃料电池 | 第11-13页 |
| 1.1.1 质子交换膜燃料电池的工作原理 | 第12-13页 |
| 1.1.2 质子交换膜燃料电池的组成 | 第13页 |
| 1.2 氢燃料电池汽车商业化亟待解决的问题 | 第13-15页 |
| 1.3 燃料电池阴极电催化反应 | 第15-19页 |
| 1.3.1 氧还原过程的困难 | 第15-16页 |
| 1.3.2 氧还原反应历程 | 第16-17页 |
| 1.3.3 氧还原电催化剂面临的挑战 | 第17-19页 |
| 1.4 低铂催化剂研究进展 | 第19-28页 |
| 1.4.1 晶面调控 | 第20页 |
| 1.4.2 加入其它金属与Pt构成二元或多元金属体系 | 第20-26页 |
| 1.4.3 用金属簇，分子，离子，无机或有机化合物对Pt进行表面修饰 | 第26-28页 |
| 1.4.4 载体增强 | 第28页 |
| 1.5 非铂催化剂研究进展 | 第28-34页 |
| 1.5.1 过渡金属-氮-碳类催化剂 | 第28-31页 |
| 1.5.2 杂原子掺杂碳催化剂 | 第31-34页 |
| 1.6 本工作的研究意义和内容 | 第34-37页 |
| 2 实验方法 | 第37-41页 |
| 2.1 实验试剂与材料 | 第37页 |
| 2.2 实验仪器 | 第37-38页 |
| 2.3 电化学测试方法 | 第38页 |
| 2.4 催化剂的物理化学性能表征方 | 第38-41页 |
| 2.4.1 X射线光电子能谱（XPS）测试 | 第38-39页 |
| 2.4.2 X射线衍射（XRD）测试 | 第39页 |
| 2.4.3 场发射透射电子显微镜（TEM）测试 | 第39页 |
| 2.4.4 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）测试 | 第39页 |
| 2.4.5 电感耦合等离子体发射光谱（ICP）测试 | 第39页 |
| 2.4.6 傅里叶红外光谱（IR）测试 | 第39页 |
| 2.4.7 比表面积（BET）测试 | 第39-41页 |
| 3 氮掺杂碳层修饰Pt催化剂的制备及催化氧还原性能研究 | 第41-55页 |
| 3.1 引言 | 第41-42页 |
| 3.2 实验部分 | 第42-44页 |
| 3.2.1 Pt/C@NGC核壳结构催化剂的制备 | 第42页 |
| 3.2.2 电化学性能测试 | 第42-44页 |
| 3.2.3 物理化学性能表征 | 第44页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第44-53页 |
| 3.3.1 形貌、结构及表面组成分析 | 第44-48页 |
| 3.3.2 电催化氧还原活性表征 | 第48-51页 |
| 3.3.3 催化剂耐久性性能测试 | 第51-52页 |
| 3.3.4 稳定性和活性增强原因分析 | 第52-53页 |
| 3.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 4 氮掺杂碳层修饰PtNi合金催化剂的电催化氧还原性能研究 | 第55-67页 |
| 4.1 引言 | 第55-56页 |
| 4.2 实验部分 | 第56-57页 |
| 4.2.1 PtNi/C@NC核壳结构催化剂的制备 | 第56-57页 |
| 4.2.2 电化学测试 | 第57页 |
| 4.2.3 物理化学性能表征 | 第57页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第57-65页 |
| 4.3.1 PtNi/C@NC系列催化剂的电催化氧还原性能 | 第57-59页 |
| 4.3.2 形貌、组成和表面结构 | 第59-62页 |
| 4.3.3 电化学稳定性测试 | 第62-64页 |
| 4.3.4 Pt4f峰分析 | 第64-65页 |
| 4.4 本章小结 | 第65-67页 |
| 5 氮掺杂碳包覆碳纳米管核壳型催化剂的氧还原性能研究 | 第67-81页 |
| 5.1 引言 | 第67-69页 |
| 5.2 实验部分 | 第69-71页 |
| 5.2.1 CNT@NC催化剂的制备 | 第69页 |
| 5.2.2 对比催化剂的制备 | 第69-70页 |
| 5.2.3 电化学测试 | 第70页 |
| 5.2.4 催化剂电阻测试 | 第70页 |
| 5.2.5 物理化学性能表征 | 第70-71页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第71-78页 |
| 5.3.1 组成及形貌结构分析 | 第71-73页 |
| 5.3.2 催化剂的表面性质 | 第73-75页 |
| 5.3.3 电催化氧还原性能及电子传导性能分析 | 第75-76页 |
| 5.3.4 催化剂的ORR的反应过程 | 第76-77页 |
| 5.3.5 抗甲醇中毒性能测试和耐久性评估 | 第77页 |
| 5.3.6 酸性介质下ORR活性 | 第77-78页 |
| 5.4 本章小结 | 第78-81页 |
| 6 高效Fe/N/S/C氧还原催化剂的制备及活性位点探究 | 第81-95页 |
| 6.1 引言 | 第81-82页 |
| 6.2 实验部分 | 第82-84页 |
| 6.2.1 Fe/N/S/C-SCN-的制备 | 第82页 |
| 6.2.2 对比催化剂的制备 | 第82-83页 |
| 6.2.3 电化学测试 | 第83页 |
| 6.2.4 单电池性能测试 | 第83-84页 |
| 6.2.5 物理化学性能表征 | 第84页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第84-92页 |
| 6.3.1 Fe/N/S/C-SCN-系列催化剂ORR活性考察 | 第84-85页 |
| 6.3.2 Fe、N、S元素对催化剂活性影响分析 | 第85-89页 |
| 6.3.3 铁源对ORR活性的影响 | 第89-92页 |
| 6.3.4 MEA性能测试 | 第92页 |
| 6.3.5 耐久性评估 | 第92页 |
| 6.4 本章小结 | 第92-95页 |
| 7 结论 | 第95-99页 |
| 7.1 结论 | 第95-97页 |
| 7.2 本论文的创新点 | 第97-99页 |
| 致谢 | 第99-101页 |
| 参考文献 | 第101-117页 |
| 附录 | 第117-118页 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录： | 第117-118页 |
| B. 作者在攻读学位期间申请的专利目录 | 第118页 |
| C. 作者在攻读学位期间获得的学术奖励 | 第118页 |
