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《福建师范大学》 2016年
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锰氧化物/还原氧化石墨烯复合物的制备及其电催化氧还原性能

王晓英  
【摘要】:人类对能源的需求量不断增加和传统的化石能源燃料趋于枯竭的现状,迫切地需要我们寻找新的能源。燃料电池由于其高能量和高功率密度的特点,被广泛认为是一种绿色的,高效的替代能源,并逐渐获得研究者的关注。在燃料电池技术的发展中,研发有效的阴极氧还原反应(ORR)催化剂至关重要。目前,Pt和其合金已被认为是在燃料电池中最常见的ORR电催化剂,但是,它们成本高,稳定性差,抗甲醇、抗CO毒化能力差。因此,为了扩大燃料电池的实际应用,开发低成本、高效率、稳定性好的非铂氧还原催化剂迫在眉睫。根据报道,石墨烯和锰氧化物对氧还原反应分别有一定的催化活性,可以预期它们的复合物有望代替铂基催化剂成为燃料电池的阴极催化剂。本论文以水热法、热分解法和电化学法制备出三种不同的锰氧化物与还原氧化石墨烯的复合物,即Mn_3O_4/rGO、MnO/rGO和MnO_2/rGO。通过扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)对复合物的粒子大小、形貌及晶型结构进行表征;通过X-射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等手段对所制备的复合催化材料的组成元素和价态进行了表征;并运用循环伏安法(CV),计时电流法(I-t)和线性伏安扫描法(LSV)等研究了所制备复合物对氧还原反应的电催化性能。实验结果表明:所制备的锰氧化物与还原氧化石墨烯复合物具有优良的电催化活性,它们的稳定性、抗甲醇、抗CO毒化能力比商业Pt/C催化剂更强。
【学位授予单位】:福建师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36

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