直接乙醇燃料电池催化剂材料及电催化性能PDF电子书下载

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1 燃料电池概述 1

1.1 燃料电池的发展 1

1.2 燃料电池的特点 2

1.3 燃料电池的电化学原理 3

1.4 燃料电池的分类 4

1.4.1 碱性燃料电池 5

1.4.2 磷酸燃料电池 5

1.4.3 熔融盐燃料电池 6

1.4.4 质子交换膜燃料电池 7

1.4.5 固体氧化物燃料电池 8

1.5 燃料电池的应用 9

1.5.1 静置型发电站 10

1.5.2 车辆动力 11

1.5.3 便携式电子产品小电源 13

1.5.4 其他应用 14

参考文献 14

2 直接乙醇燃料电池研究现状 16

2.1 直接乙醇燃料电池 16

2.1.1 直接乙醇燃料电池的特点及应用 16

2.1.2 直接乙醇燃料电池的工作原理 17

2.1.3 直接乙醇燃料电池存在的问题 19

2.2 直接乙醇燃料电池催化剂的研究现状 20

2.2.1 铂基一元催化剂 20

2.2.2 铂基二元催化剂 21

2.2.3 铂基多元复合催化剂 22

2.2.4 非Pt催化剂 23

2.3 添加剂CeO2的制备方法 24

2.3.1 溶胶—凝胶法 24

2.3.2 沉淀反应法 24

2.3.3 水热反应法 25

2.4 直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法 25

2.4.1 浸渍还原法 26

2.4.2 溶胶—凝胶法 26

2.4.3 电化学沉积法 26

2.4.4 微波加热法 26

2.5 影响催化剂活性的因素 27

2.5.1 尺寸效应 27

2.5.2 载体效应 28

2.5.3 合金效应 28

2.5.4 晶面取向 28

2.5.5 表面缺陷 30

2.6 催化剂载体研究现状 31

2.6.1 碳纳米管 31

2.6.2 石墨烯 31

2.6.3 功能性掺杂的石墨烯 32

参考文献 32

3 合成条件pH值对催化剂材料电催化性能的影响 38

3.1 引言 38

3.2 催化剂材料的制备工艺 39

3.3 催化剂材料的微观结构及电催化性能 39

3.3.1 pH值对催化剂物相的影响 39

3.3.2 催化剂的热重分析 40

3.3.3 催化剂的形貌及能谱分析 41

3.3.4 pH值对催化剂形貌及尺寸的影响 41

3.3.5 催化剂表面电子结构分析 44

3.3.6 pH值对催化剂电化学活性面积的影响 45

3.3.7 pH值对催化剂峰电流密度的影响 46

3.3.8 pH值对催化剂计时电流（i－t）的影响 47

3.4 小结 48

参考文献 48

4 CeO2添加对Pt基催化剂材料电催化性能的影响 50

4.1 引言 50

4.2 CeO2的添加量对Pt基催化剂微观结构及催化性能的影响 51

4.2.1 CeO2的制备 51

4.2.2 不同CeO2添加量催化剂的制备 51

4.2.3 不同CeO2添加量催化剂的微观结构及电催化性能 51

4.3 CeO2形貌对Pt基催化剂材料性质及催化性能的影响 59

4.3.1 不同形貌CeO2的制备 59

4.3.2 不同形貌CeO2的表征 59

4.3.3 添加不同形貌CeO2催化剂的制备工艺 62

4.3.4 添加不同形貌CeO2催化剂的微观结构与电催化性能 62

4.4 小结 72

参考文献 72

5镍添加对铂基催化剂材料电催化性能的影响 74

5.1 引言 74

5.2 PtNi催化剂的制备工艺 75

5.3 PtNi催化剂微观结构与电化学性能 75

5.3.1 PtNi催化剂的X射线衍射分析 75

5.3.2 PtNi催化剂的扫描电镜及能谱分析 76

5.3.3 PtNi催化剂的透射电镜（TEM）分析 77

5.3.4 PtNi催化剂的X射线光电子能谱（XPS）表征 78

5.3.5 PtNi催化剂的电化学活性表面积 81

5.3.6 PtNi催化剂的乙醇循环伏安表征 81

5.3.7 PtNi催化剂的计时电流（i－t）曲线分析 83

5.3.8 PtNi催化剂的变温循环伏安曲线分析 84

5.3.9 PtNi催化剂的衰竭循环伏安曲线分析 86

5.4 小结 88

参考文献 89

6 CeO2、Ni共添加对铂基催化剂材料电催化性能的影响 91

6.1 引言 91

6.2 添加CeO2、Ni催化剂的制备工艺 92

6.3 添加CeO2、Ni催化剂的微观结构与电催化性能 92

6.3.1 添加CeO2、Ni催化剂的X射线衍射分析 92

6.3.2 添加CeO2、Ni催化剂的扫描及能谱分析 93

6.3.3 添加CeO2、Ni催化剂的透射电镜分析 94

6.3.4 添加CeO2、Ni催化剂的X射线光电子能谱分析 95

6.3.5 添加CeO2、Ni催化剂的电化学活性表面积 97

6.3.6 添加CeO2、Ni催化剂的乙醇循环伏安表征 98

6.3.7 添加CeO2、Ni催化剂的计时电流（i－t）曲线分析 99

6.3.8 添加CeO2、Ni催化剂的变温循环伏安曲线分析 99

6.3.9 添加CeO2、Ni催化剂的衰竭循环伏安曲线分析 101

6.3.10 添加CeO2、Ni催化剂的电化学原位红外光谱分析 103

6.4 小结 106

参考文献 106

7 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的制备与催化性能研究 108

7.1 引言 108

7.2 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的制备工艺 108

7.3 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂材料微观结构与电化学性能 109

7.3.1 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的物相分析 109

7.3.2 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂扫描及能谱分析 110

7.3.3 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的透射电镜表征 111

7.3.4 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的拉曼光谱分析 115

7.3.5 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的X射线光电子能谱（XPS）分析 116

7.3.6 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的电化学活性表面积 119

7.3.7 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的乙醇循环伏安表征 120

7.3.8 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的计时电流（i-t）曲线表征 121

7.3.9 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的变温循环伏安曲线分析 122

7.3.10 氮掺杂石墨烯负载铂催化剂的衰竭循环伏安曲线分析 124

7.4 小结 126

参考文献 126

8 高密度表面缺陷催化剂材料的制备与电催化性能 128

8.1 引言 128

8.2 高密度表面缺陷PtNi催化剂的制备工艺 129

8.3 高密度表面缺陷PtNi催化剂微观结构及性能 129

8.3.1 高密度表面缺陷PtNi催化剂的XRD分析 129

8.3.2 高密度表面缺陷PtNi催化剂表面电子状态 130

8.3.3 高密度表面缺陷PtNi催化剂的TEM及粒径分布 131

8.3.4 高密度表面缺陷PtNi催化剂的扫描电镜分析 132

8.3.5 高密度表面缺陷PtNi催化剂的电化学活性表面积 134

8.3.6 高密度表面缺陷PtNi催化剂的循环伏安分析 134

8.3.7 高密度表面缺陷PtNi催化剂的计时电流曲线分析 135

8.3.8 高密度表面缺陷PtNi催化剂的变温循环伏安曲线分析 136

8.3.9 高密度表面缺陷PtNi催化剂的原位红外光谱曲线分析 136

8.4 小结 138

参考文献 139

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