一、系列Pt-X合金型PEMFC阳极催化剂的制备及表征（论文文献综述）
郭盼[1]（2021）在《金属有机骨架衍生碳担载Pt基催化剂的氧还原性能研究》文中提出
李澄[2]（2021）在《Pt基催化剂上甲酸电催化氧化反应途径调控研究》文中研究说明
丁鑫,张栋铭,焦纬洲,刘有智[3]（2021）在《直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展》文中指出直接甲醇燃料电池（direct methanol fuel cells, DMFC）由于其高效、清洁等优点,成为替代化石能源的理想新能源装置。催化剂作为DMFC中重要的组成部分,通过降低反应活化能,解决甲醇需要高过电势才能被电氧化的问题。但是目前DMFC阳极催化剂存在催化活性低、抗CO毒性差以及成本较高等问题,限制了DMFC的商业化。本文介绍了甲醇的催化电氧化原理,从Pt基催化剂、非Pt基催化剂、催化剂载体三个方面对DMFC阳极催化剂国内外研究进展进行了综述。介绍了通过选择合适晶面、添加助催化剂、制备特殊形貌、选择合适的载体4种方法对提高催化剂性能、降低催化剂成本的研究现状。甲醇在Pt （100）晶面上的催化活性较好但是抗CO毒性较弱;根据双功能理论和电子调变理论,制备的Pt-M合金催化剂具有更高的抗CO毒性和甲醇催化活性;非Pt基催化剂的制备为降低催化剂成本提供了研究思路;选择合适的催化剂载体,利用载体与催化剂之间的相互作用,也成为解决DMFC阳极催化剂目前面临的易中毒、活性低、成本高等问题的解决方法。
梁宵[4]（2021）在《低铱钙钛矿水氧化催化剂微结构调控与性能研究》文中进行了进一步梳理利用可再生能源供电系统耦合电解水制氢技术,制取脱碳化的“绿氢”,是实现能源结构清洁化转型的关键路径,也是能源产业的未来发展趋势。质子交换膜（PEM）电解水作为当前唯一能与波动性可再生能源供电系统耦合的电解水制氢技术,被业内人士视为实现能源转型的关键技术。但由于PEM电解槽（PEMWE）阳极电极工作环境的强酸性和强氧化性,大多数析氧催化剂都难以胜任。目前,二氧化铱（Ir O2）依然是PEMWE中阳极催化剂的唯一选择。然而,铱元素是地壳中丰度最低的元素之一,催化剂成本高昂。并且,二氧化铱的催化活性欠佳,克服阳极端过电势所需的能耗会占电解槽整体能耗的30-50%,这都限制了PEM制氢技术的广泛应用。因此,设计具有低铱含量、高活性与稳定性的二氧化铱替代催化剂势在必行。但降低铱含量与活性提升之间的制约关系,以及酸性水氧化催化剂所面临的活性提升与稳定性增强之间的制约关系,都是设计二氧化铱替代催化剂难以突破的瓶颈。本论文通过调控铱基钙钛矿的微结构,突破了设计二氧化铱替代催化剂的瓶颈,开发了多种低铱钙钛矿催化材料,为酸性水氧化电催化剂的设计与发展提供了新思路。本论文的主要研究内容如下:一、为了解决设计二氧化铱替代催化剂的两大难题,我们提出了一种晶格锚定的策略,试图寻找一种理想的母体,将铱原子锚定其中。一方面利用酸稳定的母体材料稳固铱位点,另一方面利用铱与中心金属原子间的协同效应,优化催化剂的活性。考虑到SrTiO3的酸稳定性,我们选择了SrTiO3作为晶格锚定母体,制备了一种低铱含量的二氧化铱替代材料——Ir-STO。与基准催化剂Ir O2相比,Ir-STO减少了57%的铱用量,而其几何催化活性、有效电化学本征活性、铱质量活性分别达到了Ir O2的10倍、26倍、34倍,是当前活性最高的酸性水氧化催化剂之一。实验与理论计算结果表明,Ti与Ir之间存在着双金属协同效应,被锚定的Ir能够有效调控SrTiO3中Ti4+的电子结构,使Ti4+周围的电子密度显着增加,还能产生跨越费米能级的Ir-O杂化电子态,提高了材料的导电性。而SrTiO3作为稳健的锚定材料,使Ir-STO表现出了优异的稳定性,实现了成本、活性与稳定性的共赢。二、人们对酸性水氧化催化剂活性与稳定性制约关系的认识不够深刻,并且,铱基钙钛矿固溶体活性与稳定性的优化机制依然不够清晰。为解决以上问题,我们设计合成了一系列以钛副族（Ti、Zr、Hf）为B位的钙钛矿和SrIrO3的合金化钙钛矿材料（STO-SIO、SZO-SIO、SHO-SIO）,对低铱钙钛矿材料活性与稳定性间的关联以及二者的优化机制进行了进一步的探究。实验结果表明,与SrIrO3相比,合金化钙钛矿材料的表观几何活性与本征活性均得到了提升,其中的SZIO（Zr/Ir摩尔比为1:2的SZO-SIO固溶体钙钛矿）是活性最高的一种铱基酸性水氧化催化剂。并且,SZIO能够在长时间催化析氧反应后依然保持其催化活性与晶体结构,具有出色的稳定性。实验结果证明Zr的微结构调控作用缓和了SrIrO3中原本过强的Ir-O键共价性,有效抑制了材料表面阳离子的脱溶。最后,我们以SZIO为例,构建了理论计算模型,理论计算结果证明Zr有效调控了钙钛矿的微结构,缓解了Ir位点原本过强的氧中间体吸附能。三、将实验室研发的低铱钙钛矿催化剂应用于制氢工业,实现从研发向产业化的转型始终是我们不懈追求的目标。然而,由于低铱钙钛矿催化剂在PEMWE中的运行电阻较大,使其依然不能应用于高电密的PEM纯水电解制氢工业中。另一方面,虽然我们设计出的低铱钙钛矿催化剂在活性与稳定性方面均实现了突破,但其铱含量依然在30%以上,有较大的降低空间。每降低百分之一的铱含量,都可能为国家节省数以亿计的资产,所以进一步降低PEM电解池中阳极催化剂的铱含量也是催化剂设计策略的重中之重。因此,我们设计合成了具有多元金属的钙钛矿催化材料,在已有的低铱钙钛矿材料中引入高电导率、耐腐蚀的V、Nb、Ta等配料,在进一步降低铱含量、提高催化材料导电性的同时,利用多金属效应调控材料的微结构,以实现催化剂性能的提升。实验结果表明,高电导率金属配料加入后,材料的导电性明显增强。并且,Nb-Ti-Ir多金属钙钛矿催化剂能够在进一步的贵金属稀释后保持自身的优异活性与稳定性,有效推动了钙钛矿固溶体催化剂的产业化进程。
冯念云[5]（2021）在《共价三嗪骨架材料的合成及其电催化性能的研究》文中研究指明由于环境恶化和能源危机问题日益凸显,以风能、太阳能、海洋能以及地热能等为主的清洁能源的研究和探索逐渐得到重视并取得了长足发展。氢能以其超高的燃烧热值、能量密度以及清洁优势而备受科学家的青睐。作为现代氢能资源开发和综合利用的一个重要的核心技术载体,氢氧燃料电池是以氢气为燃料,其具有较高的能量转换效率的再生电能装置。然而,由重整法所制备的氢气中通常混有痕量的一氧化碳（CO）气体,其会对商用阳极Pt/C催化剂造成毒害而致其失活,这严重影响着燃料电池汽车的商业化发展。针对此问题,在本论文中提出两项解决方案:1)利用电解水制氢获得高纯氢气,从源头切断CO来源;2)开发出具有高CO容限的氢氧化催化剂,提高催化剂的抗CO中毒能力。具体展开为:针对电解水制氢反应使用Pt/C催化剂造成氢气生产成本过高的问题,利用联吡啶独特的金属配位优势,以2,2’-联吡啶-5,5’-二甲腈（Bpy）为反应单体,通过控制反应温度和金属负载量合成了一系列具有单原子级分散的Pt催化剂。在所得催化剂材料的红外光谱中氰基官能团的特征峰消失,而三嗪环特征峰的出现说明了 Bpy-CP-CTFs系列材料被成功制备。其中900℃碳化的Bpy-CP-900-Pt催化剂在电化学析氢反应测试中表现出超高的催化活性,其起始电位低至-6 mV,在10 mA/cm2的电流密度下,过电势仅为54 mV,塔菲尔斜率为29 mV/dec。在与商业Pt/C催化剂的催化性能相媲美的同时,催化剂的Pt负载量仅为商业Pt/C的十分之一,大大提高了金属Pt的利用率,降低了催化剂的生产成本。设计一款具有高效氢氧化催化活性且抗CO毒性的电催化剂非一日之功,传统试验方法具有耗时长和效率低等问题。为此,本研究工作通过构建多种催化反应位点模型,以氢吸附自由能（ΔGH*）和CO结合能为指标,筛选出可能同时具有优异的氢氧化反应活性和抗CO中毒能力的电催化剂结构单元模型,并以该结构为组成单元,基于7,7,8,--四氰基对苯二醌二甲烷（TCNQ）反应单体,成功设计并合成了 TCNQ共价三嗪骨架系列材料。其中TCNQ-CP-900-Pt材料具有高达3918 cm2/g的比表面积,在氢氧化反应催化活性测试中,交换电流密度达2.38 mA/cm2disk,所得的交换电流密度进行Pt质量归一化处理为34.55 mA/mgPt。在抗CO中毒能力测试中,在含有100 ppm CO的氢气中进行氢氧化活性测试时,活性下降仅为8%,表现出优异的CO耐受性。本工作表明了Pt2+负载的共价三嗪骨架材料在氢氧化应用中具有较大潜力,同时也为理论模拟指导催化剂开发这一材料设计模式提供了成功范例。
毛慧杰[6]（2021）在《直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备及电催化性能研究》文中指出为应对全球能源紧张局势和不断恶化的环境污染和气候变化等生态问题,需要寻找更加环保的替代能源和高效的能源转换装置。直接甲醇燃料电池因其具备能量转化效率高、使用温度低、产品清洁、燃料运输安全、模块化结构、灵活方便等,是具有广阔发展前景的能源系统之一。目前制约甲醇燃料电池发展的主要因素集中在催化剂成本太高（通常使用Pt、Pd等贵金属催化剂）;催化剂易中毒等。制备高活性,低成本的阳极催化剂是成为研究热点。通过循环伏安电沉积的方法将活性金属沉积到制备的碳纳米管和二氧化钛复合载体上,分别制备了Pt基、Au基催化剂,并对其进行表征和性能研究。（1）采用溶胶凝胶法获得二氧化钛,之后用BET表征了碳纳米管和二氧化钛不同配比条件下获得的复合载体的比表面积;获得制备复合载体的最佳配比为5%。在碳纳米管和二氧化钛质量比5%的条件下,硝酸调节p H为3-4;经陈化、煅烧、研磨得到了比表面积为268.706 m2/g的催化剂载体。利用XRD、SEM、TEM等表征手段对催化剂的形貌结构和热稳定性进行了表征。（2）采用循环伏安电沉积法,制备了Pt-CNT@TiO2、Pt Co-CNT@TiO2催化剂。研究结果表明,Co的加入使催化剂表现出比单金属催化剂更高的催化活性和更好的稳定性。探究了制备Pt Co-CNT@TiO2中不同金属配比的影响,其中Pt∶Co=1∶3时,Pt Co-CNT@TiO2的催化效果最好,甲醇氧化峰的峰电流密度达到98.9 mA·cm-2,氧化峰电流密度随着金属比例的升高而减小。（3）采用循环伏安电沉积法,制备Au-CNT@TiO2、Au Co-CNT@TiO2催化剂。考察了不同主盐的浓度对催化效果的影响,发现Au和Co之间也存在金属间的协同效应,Co的引入可以改善催化剂的性能。当Au∶Co=1∶2时,双金属催化剂Au Co-CNT@TiO2显示出最佳的催化性能,甲醇氧化的峰值电流密度为5.49 mA·cm-2。随着金属配比的升高,甲醇氧化峰电流密度同样表现为先升高后降低的趋势。比较相同方法制备的Pt基和Au基催化剂的催化效果,发现Au基催化剂的效果要远逊于相同条件下制备的Pt基催化剂。（4）利用SEM、TEM、XRD等表征手段对复合载体和四种催化剂进行了结构和形貌表征。利用循环伏安法,考察了催化剂在不同温度、不同扫描速率、不同碱性条件下的对甲醇的催化能力,利用计时电流法（CA）、电化学阻抗（EIS）等手段考察催化剂的电化学性能。结果表明,60℃下Pt Co-CNT@TiO2在1M KOH甲醇溶液中催化甲醇的峰电流达到220 mA·cm-2;65℃下Au Co-CNT@TiO2催化甲醇的氧化峰电流密度为11.9mA·cm-2,均显示出比单金属催化剂更好的催化性能。
郑哲[7]（2021）在《铂基纳米催化剂的制备及其醇氧化性能研究》文中指出我国的能源结构以传统的化石燃料为主,化石燃料的不可再生性及其燃烧后所带来的污染性会导致能源危机和环境污染日益严重。面对这些挑战,最具竞争力的解决方案之一是快速发展直接醇燃料电池,这是由于直接醇燃料电池是一种可以将化学能直接转化为电能的装置,其高能量转换率能显着提升燃料的利用效率,减少CO2的排放。然而,直接醇燃料电池缓慢的阳极反应动力学阻碍了其商业化发展。因此,本文拟合成可用于直接醇燃料电池阳极氧化反应的高活性、高稳定性的Pt基催化剂。本论文首先以聚乙烯醇（PVA）作为绿色还原剂、结构导向剂、分散剂和粘结剂,采用一步水热法制备Ptx/PVA催化剂,然后对其进行结构表征和电化学性能测试。结构表征结果显示,Pt1.2/PVA催化剂中Pt纳米颗粒（Pt NPs）具有最小的平均粒径（4.97 nm）,这能提供较大的单位活性比表面积(30.9 m2 g-1)和大量的活性位点;电化学测试结果显示,Pt1.2/PVA催化剂对于甲醇氧化反应展现出1195 m A mgpt-1的质量活性,是商业Pt/C催化剂的2.6倍。此外,Pt1.2/PVA催化剂对于乙醇,乙二醇和甘油氧化反应均具有远超商业Pt/C的电催化性能。然后以PVA作为绿色还原剂、结构导向剂、分散剂和粘结剂,采用两步水热法合成PtxPdy/PVA催化剂,然后对其进行结构表征和电化学性能测试。结构表征结果显示,Pt1Pd5/PVA催化剂具有独特的链状结构;电化学测试结果显示,Pt1Pd5/PVA催化剂对甲醇氧化反应表现出最高的质量活性(3774.2 m A mgpt-1),计时电流测试显示Pt1Pd5/PVA催化剂在28 h后的剩余活性与商用Pt/C催化剂经5000 s计时电流测试后的剩余活性接近,这表明Pt1Pd5/PVA催化剂对甲醇氧化反应具有最好的电催化活性和稳定性。此外,Pt1Pd5/PVA催化剂对乙醇,乙二醇和甘油氧化反应均具有优异的电催化性能。这主要归功于Pt,Pd和PVA之间的协同作用,通过表面电子结构的优化,减少类CO物质在Pt表面的吸附。而且,Pt Pd独特的链状网络结构形成可以自导电子的导电网络,解决了PVA几乎不导电缺陷。同时,通过高含量PVA对Pt Pd催化剂的包覆以及与PVA和Pt Pd的相互作用,阻碍了Pt Pd纳米颗粒的迁移团聚,从而使催化剂具有超长的稳定性。
刘威[8]（2021）在《碱性聚电解质燃料电池阳极催化剂研究》文中提出质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有结构紧凑、能量转换效率高、零排放等优点,近年来得到快速发展,但由于其使用昂贵的Nafion膜以及Pt基贵金属催化剂,该类燃料电池造价高昂,大规模应用受到严重限制。碱性聚电解质燃料电池（APEFC）的工作环境为碱性,理论上其核心组件均可使用较为廉价的材料,为降低燃料电池的造价提供了可能。目前,APEFC的发展面临许多重要挑战,其中亟待解决的关键问题是发展高性能的全非贵金属阴阳极催化剂。在APEFC的阴极端,不少非贵金属催化剂的氧还原活性可与Pt媲美,阴极使用非贵金属催化剂的电池性能也取得显着进展。APEFC面临的最大挑战莫过于开发高性能非贵金属阳极氢氧化反应（HOR）催化剂。Pt是催化HOR最好的单金属,但其在碱性环境下的HOR交换电流密度较酸性环境降低了约2个数量级,目前该现象的解释仍处于争论中,导致缺乏明确的HOR动力学描述符,这对理性设计和制备高活性催化剂提出了严峻挑战。机理研究是催化剂研发的基础,为探究Pt表面的碱性HOR机理,我们以Pt盘电极作为模型电极,在其表面电沉积得到10种形貌尺寸均一、结构明确的金属氧化物/氢氧化物团簇,电化学测试表明Pt与团簇界面处可发生电子协同质子转移。电极表面的亲氧性描述符可与HOR催化活性建立线性关系,表明改变电极亲氧性可有效调控HOR催化活性。Ru修饰电极的HOR活性最高,接近空白Pt盘的3倍,但不满足上述线性关系,理论计算指出金属态Ru团簇修饰大幅削弱了Pt表面的氢结合能（HBE）,引起HOR催化活性显着增强,该结果表明与亲氧性描述符相比,HBE描述符对碱性HOR动力学的影响更为显着。重新审视HOR的研究历史,发现以往HOR机理研究均集中于探讨HBE及氢氧结合能（OHBE）等与表面吸附相关的描述符,忽略了表面化学环境这一重要影响因素。这里我们选取电极表面的亲疏水性作为切入点,探究化学环境对HOR动力学的影响。在Pt/C表面修饰17种不同的小分子实现表面亲疏水性的精准调控,通过理论计算筛选12种物理性质,发现“静电势极值差”可作为修饰小分子与水分子相互作用的描述符,它与Pt/C表面的亲疏水性呈线性相关。电化学测试结果表明修饰电极的HOR催化活性与表面亲疏水性呈火山型关系,只有亲疏水性适中的表面具有最为优异的HOR催化活性,活性最高为空白Pt/C的2倍,接近Pt Ru/C的性能水平。原位电化学阻抗谱证明亲水表面HOR动力学提高的原因在于质子协同电子转移速率显着加快,而原位表面增强红外光谱测试结果表明Pt/C表面亲水性的提高源自修饰小分子与水分子的相互作用得到增强,与分子动力学模拟结果一致,亦证实“静电势极值差”表征亲疏水性具有明确的合理性。该工作揭示了增强表面水吸附带来的影响具有两面性:适度提高水吸附强度有助于HOR,表面水吸附强度过高则阻碍电极表面H2的溶解及传质,反而不利于HOR。从APEFC的应用角度出发,在向阳极使用全非贵金属催化剂迈进的过渡阶段,使用非Pt贵金属替代Pt以降低燃料电池造价,是一种行之有效的方法。我们选取Pd为研究对象,将机理研究与高性能催化剂筛选有机结合,利用熔融盐法批量制备多元合金的优势,制得31种粒径分布均匀、体相结构明确的碳载Pd基合金催化剂,其中21种催化剂进行酸洗处理,可得仅暴露Pd原子的表面。发现52种表面的碱性HOR催化活性与表面对应的HBE及OHBE呈现三维火山型关系,只有同时具有适中HBE及OHBE的催化剂表面具有最优异的HOR活性,证实双功能机理在Pd基催化剂表面依然适用,并据此指出Pd Ni Co三元合金的活性最高。根据筛选结果,通过改良浸渍法制备得到高金属载量的Pd Ni Co/C催化剂,其粒径较小,体相结构明确,不仅具有优秀的旋转圆盘电极（RDE）测试活性,将其作为阳极催化剂装配得到的APEFC性能可达1.6 W/cm2,远高于Pd/C。阴阳极完全使用非贵金属催化剂是APEFC相较于PEMFC的优势所在,也是该类燃料电池实现规模化应用的必要前提。经过元素组成及合成方法的优化,成功制备得到结构明确的纳米Ni5Mo合金催化剂,该催化剂在碱性HOR的RDE测试中表现出优异的面积及质量比活性,在已报道的非贵金属催化剂中处于优秀水平。通过直接的表面分析手段,指出Ni5Mo催化活性提高的原因在于Mo掺杂使得合金表面的HBE削弱,OHBE增强。将Ni5Mo用于APEFC阳极可获得接近600 m W/cm2的电池性能,在目前的文献报道中处于优秀水平,该结果亦证实了无碳载催化剂应用于APEFC的巨大潜力。
邱明阳[9]（2021）在《直接甲酸燃料电池阳极Pd催化剂金属氧化物载体性能的研究》文中研究指明直接甲酸燃料电池（DFAFC）由于具有较高的理论电动势和在低温下有较高的功率密度被广泛关注。燃料电池中的核心设计是阳极催化剂,其中Pd与Pt催化剂最为常见,对甲酸的电氧化来说,Pd比Pt催化剂具有更优异的性能。但是,Pd催化剂的活性和稳定性仍需要进一步的提高。因此,本文通过探究不同的载体材料来解决阳极催化剂活性差、成本高和耐久性差等问题,研究碳载体的改性以及不同金属氧化物载体对催化剂性能的影响,主要研究内容如下:通过硝酸和过氧化氢处理过的碳粉作为Pd催化剂的载体,采用微波辅助多元醇的方法制备高活性的Pd催化剂,来进行研究Pd/C催化剂对甲酸催化氧化的性能,处理过的碳粉所制备的催化剂Pd/C（a）较未经过处理的碳粉载体所制备的催化剂Pd/C（b）催化性能有所提高。Pd/C（a）的电化学活性面积（ECSA）达到57.83 m2g-1,是Pd/C（b）的1.69倍。Pd/C（a）催化剂上甲酸的氧化峰电流密度达到51.98 mA cm-2,是Pd/C（b）的2.20倍。在载体中引入金属氧化物WO3,采用微波辅助多元醇的方法制备高活性的Pd催化剂,对WO3和CNTs两种载体最佳比例进行了优化,研究Pd-WO3/CNTs催化剂对甲酸催化氧化的性能。物理表征结果显示,采用WO3与CNTs混合作载体,Pd与WO3之间存在金属与载体的协同作用,并且使Pd纳米粒子在载体上分散的更加均匀,同时也降低了金属粒子的粒径尺寸。电化学测试结果表明,当WO3的含量为10%时,催化效果最好。其中Pd-WO3/CNTs-10%的电化学活性表面积最大为71.90 m2g-1,是Pd/CNTs的2.24倍,Pd-WO3/CNTs-10%上甲酸氧化峰电流密度最大为59.92 mA cm-2,是Pd/CNTs的2.21倍。采用金属氧化物CeO2修饰碳材料作为Pd催化剂载体,对CeO2和CNTs两种载体最佳比例进行了优化,研究Pd-CeO2/CNTs催化剂对甲酸催化氧化的性能。物理表征显示,Pd与CeO2之间存在着金属与载体的强相互作用。并且由于CeO2的添加有利于Pd粒子在载体上的分散,并有效减小Pd纳米粒子的粒径,其中Pd-CeO2/CNTs-20%催化剂中的Pd纳米粒径最小为3.23 nm。电化学测试结果表明,Pd-CeO2/CNTs-20%的电化学表面积是105.71 m2g-1,Pd-CeO2/CNTs-20%的催化活性是Pd/CNTs催化剂的3.29倍。Pd-CeO2/CNTs-20%催化剂上甲酸氧化峰电流密度为59.10 mA cm-2,是Pd/CNTs催化剂2.18倍。在载体中加入双金属氧化物CeO2/WO3复合材料,并对CeO2/WO3复合材料两种金属氧化物最佳比例进行了优化,研究Pd-CeO2-WO3/CNTs催化剂对甲酸催化氧化的性能。物理表征显示,Pd与CeO2/WO3之间存在着金属与载体的强相互作用。Pd粒子粒径减小,分散均匀,其中Pd-CeO2-WO3/CNTs（1:1）催化剂中的Pd纳米粒径最小。电化学测试结果显示,在催化剂中加入CeO2/WO3复合材料,催化剂的活性和稳定性都有所提高,通过调整CeO2和WO3载体质量比例为1:1时,对甲酸电催化氧化的效果最佳。Pd-CeO2-WO3/CNTs（1:1）电化学表面积达到了147.76 m2g-1,Pd-CeO2-WO3/CNTs（1:1）催化剂上甲酸氧化的正向峰值电流密度为72.45 mA cm-2。
宁凡迪[10]（2021）在《高比功率质子交换膜燃料电池关键材料与技术研究》文中认为质子交换膜燃料电池和现有的电源技术（锂离子电池,镍氢电池,锌离子电池等）相比,在安全性,电网的兼容能力,使用寿命等方面都具有较大的优势。但是,燃料电池的比功率与上述提及的电源技术相比,却处于较低的水平。较低的比功率意味着在同等功率输出下,燃料电池需要更大的质量和体积。较低的比功率极大的限制了质子交换膜燃料电池的应用场景。因此,我们从提高功率密度,减小质量/体积两个方面入手解决这一问题。1)提出并成功制备了一种满足质子传导需求的锥形有序质子导体阵列Nafion膜。并通过磁控溅射负载Pt纳米颗粒,喷涂负载石墨烯纳米片,首次构筑了完整的“三相界面”,即传质,电子,质子的传导。并经过一系列的优化,锥形Nafion阵列PEMFC（H2-O2,80℃）的峰值功率密度高达1.24 W cm-2。2)进一步,我们提出了一种通过减小有序质子导体阵列尺寸,提高电池性能的策略。通过尺寸调控,首次制备了纳米尺寸的有序质子导体阵列。有序质子导体阵列（D40）直径仅为40nm,密度可达2.7×1010/cm2,几何比表面积为51.5cm2/cm2,是无阵列Nafion膜的51.5倍。采用D40的PEMFC（H2-O2,80℃）峰值功率密度进一步提升至1.47 W cm-2。3)燃料电池阴极一侧的氧还原反应是限制燃料电池性能的关键反应。我们探索了另外一种“纳米压印”的制备方法,为双侧阵列的制备提供了解决方案。双侧阵列的形貌和尺寸均可以通过模板的更换进行调整。双侧有序质子导体阵列有望进一步降低催化剂载量,并提高燃料电池性能。4)我们以打孔的石墨烯膜和碳纳米管膜复合膜为基底,通过简单的抽滤制备了一种轻薄的,高导电和导热热的扩散层。该该扩散层的厚度仅为75μm,远小于商业碳纸的厚度（190μm）,大幅度降低了扩散层的厚度。更重要的是,该扩散层的方块电阻低至0.11 Ω sq-1,仅仅是商业碳纸的1/18。在自呼吸电池测试中（25℃,常压）,该碳纸显示出了高达172.2mW cm-2的峰值功率密度。5)为了降低双极板的质量和体积,我们制备了一种一体化的,轻质的,超薄的塑料双极板。这种塑料双极板的材料是聚甲氧基硅烷（PDMS）,流场区域尺寸为5×10 cm的流场板厚度仅为0.7 mm,重量仅为3.35 g。该流场板能够极大程度的降低了电池整体的质量和体积。
二、系列Pt-X合金型PEMFC阳极催化剂的制备及表征（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、系列Pt-X合金型PEMFC阳极催化剂的制备及表征（论文提纲范文）
（3）直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展（论文提纲范文）
| 1 Pt基催化剂 |
| 1.1 Pt基催化剂催化甲醇电氧化原理 |
| 1.2 不同晶面对催化剂性能影响 |
| 1.3 Pt基合金对催化剂性能的影响 |
| 1.4 形貌对催化剂性能影响 |
| 2 非Pt基催化剂 |
| 2.1 非Pt金属及其合金 |
| 2.2 金属碳化物 |
| 2.3 钙钛矿类氧化物 |
| 2.4 MOF及其衍生物 |
| 3 载体 |
| 3.1 新型碳基载体 |
| 3.2 导电聚合物 |
| 3.3 金属化合物 |
| 4 结语与展望 |
（4）低铱钙钛矿水氧化催化剂微结构调控与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 质子交换膜纯水电解制氢 |
| 1.2.1 质子交换膜制氢装置简介 |
| 1.2.2 质子交换膜电解槽工作原理及特点 |
| 1.2.3 质子交换膜制氢技术应用进展 |
| 1.3 酸性水氧化反应 |
| 1.3.1 酸性水氧化反应机理 |
| 1.3.2 酸性水氧化性能实验评估 |
| 1.3.3 酸性水氧化性能描述符 |
| 1.4 酸性水氧化反应中活性与稳定性的反向关联 |
| 1.5 铱基酸性水氧化催化剂 |
| 1.5.1 商业氧化铱催化剂 |
| 1.5.2 低铱水氧化催化剂 |
| 1.6 低铱钙钛矿酸性水氧化催化剂 |
| 1.6.1 钙钛矿催化剂种类 |
| 1.6.2 低铱钙钛矿微结构调控策略 |
| 1.7 本论文的选题意义及研究内容 |
| 第2章 晶格锚定策略合成低铱钙钛矿:高效酸性析氧催化剂 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 化学原料及试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 合成方法 |
| 2.2.4 电催化性能测试 |
| 2.3 理论计算部分 |
| 2.3.1 理论计算详情 |
| 2.3.2 理论计算模型 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 SrTiO3 锚定母体的选定 |
| 2.4.2 SrTi_(1-x)Ir_xO_3的结构及性能比较 |
| 2.4.3 Ir-STO的结构表征 |
| 2.4.4 Ir-STO电催化活性评价 |
| 2.4.5 Ir-STO稳定性评价 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 协同提升活性与稳定性:合金化钙钛矿析氧催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 化学原料及试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 合成方法 |
| 3.2.4 电催化性能测试 |
| 3.3 理论计算部分 |
| 3.3.1 理论计算详情 |
| 3.3.2 理论计算模型 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 钛副族金属的钙钛矿型合金的结构表征 |
| 3.4.2 钛副族金属的钙钛矿型合金的性能评价 |
| 3.4.3 SZIO的结构表征 |
| 3.4.4 SZIO的OER催化活性评估 |
| 3.4.5 SZIO的OER稳定性评估及优化机理 |
| 3.4.6 SZIO的催化活性优化机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多金属低铱钙钛矿酸性水氧化催化剂 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 化学原料及试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 合成方法 |
| 4.2.4 电催化性能测试 |
| 4.3 理论计算部分 |
| 4.3.1 理论计算详情 |
| 4.3.2 理论计算模型 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 双钙钛矿掺杂母体导电性的理论预测 |
| 4.4.2 多金属钙钛矿的合成条件探索 |
| 4.4.3 多金属钙钛矿材料的结构表征 |
| 4.4.4 多金属钙钛矿材料的活性评价 |
| 4.4.5 多金属钙钛矿材料的稳定性评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介和攻读博士期间研究成果 |
| 致谢 |
（5）共价三嗪骨架材料的合成及其电催化性能的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 共价三嗪骨架材料 |
| 1.1.1 共价三嗪骨架材料概述 |
| 1.1.2 共价三嗪骨架材料合成方法 |
| 1.1.3 共价三嗪骨架材料应用 |
| 1.2 析氢反应催化剂 |
| 1.2.1 电解水概述 |
| 1.2.2 析氢反应电催化剂的研究进展 |
| 1.3 氢氧化反应电催化剂 |
| 1.3.1 燃料电池概述 |
| 1.3.2 氢氧化电催化剂的研究进展 |
| 1.4 课题选题意义及研究思路设计 |
| 参考文献 |
| 第二章 Bpy-CP-CTFs材料电催化剂制备及HER性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料 |
| 2.2.2 Bpy-CP-CTFs系列材料制备及材料表征 |
| 2.2.3 Bpy-CP-CTFs系列材料电催化性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Bpy-CP-CTFs系列材料表征 |
| 2.3.2 Bpy-CP-CTFs系列材料电催化HER性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 TCNQ-CP-CTFs材料电催化剂制备及HOR性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料 |
| 3.2.2 TCNQ-CP-CTF系列材料制备及材料表征 |
| 3.2.3 TCNQ-CP-CTFs材料理论计算方法及原理 |
| 3.2.4 TCNQ-CP-CTFs材料电催化性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 TCNQ-CP-CTFs系列材料理论计算筛选 |
| 3.3.2 TCNQ-CP-CTFs材料表征 |
| 3.3.3 TCNQ-CP-CTFs电催化剂HOR性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备及电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池概述 |
| 1.2.1 燃料电池的发展历程及现状 |
| 1.2.2 燃料电池的工作原理 |
| 1.2.3 燃料电池的优缺点 |
| 1.3 直接甲醇燃料电池概述 |
| 1.3.1 直接甲醇燃料电池的工作原理 |
| 1.3.2 直接甲醇燃料电池的发展现状 |
| 1.4 直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备方法 |
| 1.4.1 浸渍还原法 |
| 1.4.2 电化学沉积法 |
| 1.4.3 溶胶凝胶法 |
| 1.4.4 沉淀法 |
| 1.4.5 微波法 |
| 1.4.6 其他方法 |
| 1.5 直接甲醇燃料电池阳极催化剂的载体 |
| 1.5.1 碳载体 |
| 1.5.2 其他载体 |
| 1.6 直接甲醇燃料电池的阳极催化剂 |
| 1.7 论文研究内容 |
| 2 载体的制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.3 载体的表征分析 |
| 2.3.1 载体的比表面积表征 |
| 2.3.2 复合载体的X射线衍射表征 |
| 2.3.3 复合载体的红外光谱表征 |
| 2.3.4 复合载体的的扫描电镜表征 |
| 2.3.5 复合载体的透射电镜表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 PtCo-CNT@TiO_2催化剂的制备及其催化甲醇氧化的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 催化剂的制备 |
| 3.3 催化剂的表征分析 |
| 3.3.1 催化剂的XRD表征 |
| 3.3.2 催化剂的扫描电镜表征 |
| 3.3.3 催化剂的透射电镜表征 |
| 3.4 催化剂的电化学测试 |
| 3.4.1 催化剂在碱性甲醇溶液中的电化学行为 |
| 3.4.2 不同浓度KOH甲醇溶液对催化效果的影响 |
| 3.4.3 金属比例对催化效果的影响 |
| 3.4.4 催化剂的计时电流曲线 |
| 3.4.5 催化温度对催化效果的影响 |
| 3.4.6 扫描速率对催化效果的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 AuCo-CNT@TiO_2催化剂的制备及其催化甲醇氧化的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 催化剂的制备 |
| 4.3 催化剂的表征分析 |
| 4.3.1 催化剂的X射线衍射仪表征 |
| 4.3.2 催化剂的扫描电镜表征 |
| 4.3.3 催化剂的透射电镜表征 |
| 4.4 催化剂的电化学测试 |
| 4.4.1 金属比例对催化效果的影响 |
| 4.4.2 不同浓度KOH甲醇溶液对催化效果的影响 |
| 4.4.3 催化温度对催化效果的影响 |
| 4.4.4 扫描速率对催化效果的影响 |
| 4.4.5 催化剂的电化学阻抗测试 |
| 4.4.6 催化剂的计时电流曲线 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）铂基纳米催化剂的制备及其醇氧化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 提升Pt基催化剂的电催化性能的方法 |
| 1.2.1 Pt基催化剂载体 |
| 1.2.2 掺杂其他金属提高催化性能 |
| 1.2.3 催化剂的尺寸和形貌 |
| 1.3 Pt基催化剂的应用 |
| 1.3.1 直接甲醇燃料电池 |
| 1.3.2 直接乙醇燃料电池 |
| 1.3.3 直接乙二醇燃料电池 |
| 1.3.4 直接甘油燃料电池 |
| 1.4 本文的研究意义与内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验药品 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 催化剂的制备 |
| 2.3.1 Pt_x/PVA催化剂的制备 |
| 2.3.2 Pt_xPd_y/PVA催化剂的制备 |
| 2.3.3 Pt_1Pd_5/PVA-500 膜状催化剂的制备 |
| 2.4 催化剂的物理表征和电化学性能测试 |
| 2.4.1 催化剂的物理表征 |
| 2.4.2 催化剂的电化学性能测试 |
| 第三章 Pt_x/PVA催化剂的制备及其醇氧化性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Pt_x/PVA催化剂的形貌与结构表征 |
| 3.3 Pt_x/PVA催化剂的醇氧化性能研究 |
| 3.3.1 甲醇氧化性能研究 |
| 3.3.2 乙醇氧化性能研究 |
| 3.3.3 乙二醇氧化性能研究 |
| 3.3.4 甘油氧化性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Pt_xPd_y/PVA电催化剂的制备及其醇氧化性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Pt_x?PVA催化剂的形貌分析与结构表征 |
| 4.3 Pt_xPd_y/PVA催化剂的醇氧化性能研究 |
| 4.3.1 甲醇氧化性能研究 |
| 4.3.2 乙醇氧化性能研究 |
| 4.3.3 乙二醇氧化性能研究 |
| 4.3.4 甘油氧化性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（8）碱性聚电解质燃料电池阳极催化剂研究（论文提纲范文）
| 本论文主要创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氢氧燃料电池概述 |
| 1.2.1 氢氧燃料电池工作原理 |
| 1.2.2 质子交换膜燃料电池(PEMFC) |
| 1.2.3 碱性聚电解质燃料电池(APEFC) |
| 1.3 氢电极反应动力学的pH效应 |
| 1.3.1 氢电极动力学分析及反应机理 |
| 1.3.2 氢结合能描述符 |
| 1.3.3 氢氧结合能描述符 |
| 1.3.4 “非吸附能”描述符 |
| 1.3.5 pH效应之总结与展望 |
| 1.4 碱性氢氧化催化剂研究进展 |
| 1.4.1 铂基催化剂 |
| 1.4.2 非铂贵金属催化剂 |
| 1.4.3 非贵金属催化剂 |
| 1.5 本论文研究思路及工作内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验材料及仪器 |
| 2.2 催化剂体相表征技术 |
| 2.2.1 X射线衍射(X-ray Diffraction, XRD)分析 |
| 2.2.2 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope, TEM)分析 |
| 2.2.3 热重分析(Thermogravimetry Analysis, TGA) |
| 2.2.4 X射线荧光光谱(X-ray Fluorescence spectroscopy, XRF) |
| 2.2.5 电感耦合等离子体-原子发射光谱(Inductively Coupled Plasma-Atomic EmittedSpectrometer, ICP-AES) |
| 2.3 催化剂表面表征技术 |
| 2.3.1 X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)分析 |
| 2.3.3 物理吸脱附分析 |
| 2.3.4 化学吸脱附分析 |
| 2.3.5 接触角测试 |
| 2.3.6 拉曼光谱(Raman Spectroscopy) |
| 2.4 电化学测试技术 |
| 2.4.1 电化学测试装置的搭建 |
| 2.4.2 循环伏安(Cyclic Voltammetry,CV)测试 |
| 2.4.3 CO电化学剥离测试 |
| 2.4.4 旋转圆盘电极(Rotating Disk Electrode, RDE)测试 |
| 2.4.5 计时电流法(Chronoamperometry, CA) |
| 2.5 原位谱学测试技术 |
| 2.5.1 原位电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS) |
| 2.5.2 原位衰减全反射-表面增强红外光谱(Attenuated Total Reflection Surface-enhancedInfrared Spectroscopy, ATR-SEIRAS) |
| 2.6 碱性聚电解质燃料电池测试 |
| 2.6.1 膜电极组件(Membrane Electrode Assembly, MEA)的制备 |
| 2.6.2 碱性聚电解质燃料电池装配及测试 |
| 2.7 理论计算 |
| 2.7.1 密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)计算 |
| 2.7.2 小分子物理性质计算 |
| 2.7.3 分子动力学(Molecular Dynamics, MD)模拟计算 |
| 参考文献 |
| 第三章 铂盘模型电极表面的碱性氢氧化反应机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 本工作的研究思路 |
| 3.3 Pt盘电极表面电沉积M(OH)_x/MO_x团簇 |
| 3.4 M(OH)_x/MO_x团簇的物理化学表征 |
| 3.4.1 M(OH)_x/MO_x团簇的形貌表征 |
| 3.4.2 M(OH)_x/(MO)_x团簇的组成分析 |
| 3.5 Pt盘模型电极催化碱性HOR的机理研究 |
| 3.5.1 CV行为分析 |
| 3.5.2 电化学活性面积的标定 |
| 3.5.3 碱性HOR的动力学分析 |
| 3.5.4 提取碱性HOR动力学的关键描述符 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 定制表面亲疏水性调控Pt/C的氢氧化催化活性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 “表面化学场”研究思路分析 |
| 4.3 可控调节Pt/C表面亲疏水性方法的建立 |
| 4.3.1 小分子的选择依据 |
| 4.3.2 Pt/C-x表面宏观亲疏水性表征 |
| 4.3.3 固/液界面接触角的微观本质 |
| 4.3.4 宏观亲疏水性与微观分子间相互作用的关系 |
| 4.3.5 静电势极值差的物理意义 |
| 4.4 Pt/C-x表面HOR催化活性与亲疏水性的关系 |
| 4.4.1 Pt/C-x的电化学行为表征 |
| 4.4.2 Pt/C-x的HOR催化活性标定 |
| 4.4.3 HOR催化活性与亲疏水性的关联 |
| 4.5 Pt/C-x表面水层结构的原位谱学研究 |
| 4.5.1 原位电化学阻抗谱研究 |
| 4.5.2 原位表面增强红外光谱方法的建立 |
| 4.5.3 Pt/C-x表面水分子的原位表面增强红外光谱研究 |
| 4.6 分子动力学模拟研究 |
| 4.7 修饰小分子的稳定性研究 |
| 4.7.1 Pt表面小分子覆盖度的估算 |
| 4.7.2 小分子的电化学稳定性 |
| 4.7.3 HOR测试后小分子的保留率 |
| 4.8 小分子修饰在APEFC中的应用 |
| 4.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 高性能Pd基合金催化剂的高效筛选 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究思路分析 |
| 5.3 熔融盐法批量制备Pd基合金催化剂 |
| 5.3.1 熔融盐法制备多元合金的优势 |
| 5.3.2 实验方法 |
| 5.3.3 熔融盐法对金属载量的精确控制 |
| 5.4 合金的结构表征及吸附能计算 |
| 5.4.1 XRD表征 |
| 5.4.2 TEM表征 |
| 5.4.3 合金表面的HBE及OHBE计算 |
| 5.5 HOR催化活性表征及火山型关系的建立 |
| 5.5.1 Pd基合金的电化学行为分析 |
| 5.5.2 Pd基合金的HOR本征活性计算 |
| 5.5.3 Pd基合金HOR活性与HBE及OHBE的关系 |
| 5.6 PdNiCo/C的制备及电化学性能测试 |
| 5.6.1 PdNiCo/C的制备 |
| 5.6.2 PdNiCo/C的结构分析 |
| 5.6.3 PdNiCo/C的HOR催化活性测试 |
| 5.6.4 PdNiCo/C的APEFC测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 第五章附录 |
| 参考文献 |
| 第六章 Ni_5Mo合金在碱性氢氧化反应中的应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研究思路分析 |
| 6.3 Ni_5Mo的制备及电化学性能测试 |
| 6.3.1 Ni_5Mo合金粉体催化剂的制备 |
| 6.3.2 Ni_5Mo的碱性HOR催化活性表征 |
| 6.4 Ni_5Mo的APEFC测试 |
| 6.4.1 Ni_5Mo的APEFC初步测试 |
| 6.4.2 MEA制备及燃料电池操作工艺优化 |
| 6.5 Ni_5Mo的表面性质分析 |
| 6.5.1 Ni_5Mo的化学吸脱附测试 |
| 6.5.2 Ni_5Mo的表面电化学分析 |
| 6.5.3 Ni_5Mo的XPS分析 |
| 6.5.4 Ni_5Mo的物理吸脱附分析 |
| 6.6 Ni_5Mo的形貌、组分及结构分析 |
| 6.6.1 Ni_5Mo的形貌分析 |
| 6.6.2 Ni_5Mo的组分分析 |
| 6.6.3 Ni_5Mo的体相结构分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表和待发表的论文 |
| 会议论文 |
| 致谢 |
（9）直接甲酸燃料电池阳极Pd催化剂金属氧化物载体性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 DFAFC简介 |
| 1.2.1 DFAFC发展概况 |
| 1.2.2 DFAFC基本结构和工作原理 |
| 1.2.3 DFAFC阳极反应基本过程及其机理 |
| 1.2.4 DFAFC存在的问题 |
| 1.3 提高 DFAFC阳极催化剂性能的方法 |
| 1.3.1 优化制备方法 |
| 1.3.2 助剂的添加 |
| 1.3.3 特殊结构的制备 |
| 1.3.4 载体的选择 |
| 1.4 DFAFC阳极催化剂载体的研究 |
| 1.4.1 碳载体 |
| 1.4.2 金属氧化物载体 |
| 1.4.3 碳化物 |
| 1.4.4 氮化物 |
| 1.5 论文的创新点 |
| 1.6 论文的研究内容 |
| 第2章 实验材料及表征方法 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器和表征方法 |
| 2.2 催化剂的制备 |
| 2.2.1 碳载体的处理 |
| 2.2.2 催化剂制备方法 |
| 2.3 催化剂的电化学测试 |
| 2.3.1 工作电极的制备 |
| 2.3.2 电化学性能测试 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 X射线粉末衍射仪（XRD） |
| 2.4.2 透射电子显微镜（TEM） |
| 2.4.3 X射线光电子能谱分析（XPS） |
| 2.4.4 电子能谱(EDAX) |
| 第3章 碳粉的预处理对Pd催化剂电催化性能影响的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 WO_3对Pd催化剂电催化性能影响的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 WO_3的添加对Pd催化剂性能影响 |
| 4.2.2 WO_3含量对Pd催化剂电催化性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 CeO_2对Pd催化剂电催化性能的影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 CeO_2的添加对Pd催化剂电催化性能的影响研究 |
| 5.2.2 CeO_2含量对Pd催化剂电催化性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 CeO_2/WO_3复合载体对Pd催化剂电催化性能的影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 CeO_2/WO_3复合载体对Pd催化剂电催化性能的影响研究 |
| 6.2.2 复合载体中CeO_2和WO_3比例对Pd催化剂电催化性能的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）高比功率质子交换膜燃料电池关键材料与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章: 绪论 |
| 1.1 燃料电池的发展历史 |
| 1.2 燃料电池的分类 |
| 1.2.1 质子交换膜燃料电池 |
| 1.2.2 碱性燃料电池 |
| 1.2.3 磷酸燃料电池 |
| 1.2.4 高温熔融碳酸盐燃料电池 |
| 1.2.5 固体氧化物燃料电池 |
| 1.2.6 不同电解质类型燃料电池的比较 |
| 1.3 质子交换膜燃料电池与其它电源技术的比较 |
| 1.4 高功率密度质子交换膜燃料电池关键材料研究进展 |
| 1.4.1 质子交换膜研究进展 |
| 1.4.2 催化剂的研究进展 |
| 1.4.3 气体扩散层的研究进展 |
| 1.4.4 双极板的研究进展 |
| 1.5 燃料电池先进制备技术与工艺的进展 |
| 1.6 论文内容 |
| 1.6.1 有序质子导体研究 |
| 1.6.2 高导热,高导电石墨烯基气体扩散层研究 |
| 1.6.3 轻薄、柔性、自密封、一体化塑料双极板研究 |
| References |
| 第二章 基于高密度、有序的锥形Nafion阵列的高性能质子交换膜燃料电池 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 锥形质子导体阵列膜的制备 |
| 2.2.3 锥形质子导体阵列膜的清洗 |
| 2.2.4 Pt纳米颗粒的负载与定量 |
| 2.2.5 石墨烯纳米片负载和定量 |
| 2.2.6 质子交换膜燃料电池的制备 |
| 2.2.7 电池测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 制备有序Nafion阵列的催化剂层 |
| 2.3.2 高性能有序Nafion阵列膜电极 |
| 2.3.3 不同Pt负载量电池性能优 |
| 2.3.4 不同石墨烯纳米片载量电池性能优化 |
| 2.3.5 不同长度Nafion阵列电池性能优化 |
| 2.3.6 锥形Nafion阵列制备电池的优异寿命 |
| 2.4 本章小结 |
| References |
| 第三章: 基于高比表面积纳米质子导体阵列的高性能质子交换膜燃料电池 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和仪器 |
| 3.2.2 有序质子导体阵列的制备 |
| 3.2.3 有序膜电极集合体(MEA)的制备 |
| 3.2.4 电池测试 |
| 3.2.5 物理表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 有序纳米质子导体阵列的制备与表征 |
| 3.3.2 不同长度的AAO模板和相应质子导体阵列的SEM |
| 3.3.3 不同孔径AAO模板以及相应有序质子导体阵列的SEM |
| 3.3.4 纳米质子导体阵列的优势分析 |
| 3.3.5 燃料电池性能及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| References |
| 第四章: 双侧有序质子导体阵列研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和仪器 |
| 4.2.2 有序质子导体阵列的制备 |
| 4.2.3 有序膜电极集合体(MEA)的制备 |
| 4.2.4 电池测试 |
| 4.2.5 物理表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同形貌有序质子导体制备流程图 |
| 4.3.2 纳米压印条件优化 |
| 4.3.3 不同形貌质子导体阵列的对比 |
| 4.3.4 性能对比与分析 |
| 4.3.5 纳米压印制备双侧质子导体阵列 |
| 4.4 本章小结 |
| References |
| 第五章: 高导热,高导电石墨烯基气体扩散层研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂和仪器 |
| 5.2.2 碳材料的分散 |
| 5.2.3 石墨烯膜以及碳纳米管膜的激光打孔 |
| 5.2.4 抽滤扩散层 |
| 5.2.5 电池制备 |
| 5.2.6 电池测试 |
| 5.2.7 物理表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 不同抽滤基底电池性能与分析 |
| 5.3.2 真空吸附辅助激光打标电池性能与分析 |
| 5.3.3 抽滤扩散层各层组分含量调控 |
| 5.3.4 抽滤扩散层总体载量调控 |
| 5.3.5 全电池性能与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| References |
| 第六章: 轻质、柔性、自密封、一体化塑料双极板研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂与仪器 |
| 6.2.2 流场板模具与流场板制备 |
| 6.2.3 流场板的验漏 |
| 6.2.4 流场板气体进出口激光打标 |
| 6.2.5 电池的制备 |
| 6.2.6 电池测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 波浪状,咬合式密封条流场板 |
| 6.3.2 微米尺寸流道流场板的设计 |
| 6.3.3 激光打孔流场板进出气口通道 |
| 6.3.4 5×10 cm单电池性能优化 |
| 6.3.5 短堆的组装与测试 |
| 6.3.6 热管理 |
| 6.3.7 10片单电池串联短堆 |
| 6.4 本章小结 |
| References |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、系列Pt-X合金型PEMFC阳极催化剂的制备及表征（论文参考文献）
- [1]金属有机骨架衍生碳担载Pt基催化剂的氧还原性能研究[D]. 郭盼. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]Pt基催化剂上甲酸电催化氧化反应途径调控研究[D]. 李澄. 北京化工大学, 2021
- [3]直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展[J]. 丁鑫,张栋铭,焦纬洲,刘有智. 化工进展, 2021(09)
- [4]低铱钙钛矿水氧化催化剂微结构调控与性能研究[D]. 梁宵. 吉林大学, 2021(01)
- [5]共价三嗪骨架材料的合成及其电催化性能的研究[D]. 冯念云. 山东大学, 2021(11)
- [6]直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备及电催化性能研究[D]. 毛慧杰. 中北大学, 2021(09)
- [7]铂基纳米催化剂的制备及其醇氧化性能研究[D]. 郑哲. 天津工业大学, 2021(01)
- [8]碱性聚电解质燃料电池阳极催化剂研究[D]. 刘威. 武汉大学, 2021
- [9]直接甲酸燃料电池阳极Pd催化剂金属氧化物载体性能的研究[D]. 邱明阳. 哈尔滨师范大学, 2021(08)
- [10]高比功率质子交换膜燃料电池关键材料与技术研究[D]. 宁凡迪. 中国科学技术大学, 2021(09)