收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于动物骨头制备碳基电催化剂及性能研究

宋慧慧  
【摘要】:建设资源节约型、环境友好型的社会是我们新世纪的目标,过去,在将化学能转化为电能这方面使用的主要能源是化石燃料,而化石燃料由于污染严重、资源有限等缺点已经不再符合新世纪的要求,取而代之的将是燃料电池,其中直接甲醇燃料电池(DMFC)使用甲醇作为燃料来产生电能,它高功率密度、高能量密度、低碳氧化物排放的优点,使其成为一个非常有前途的能源,在国防、能源、环保、通讯等领域有着极佳的应用前景。但是,在商品化DMFC中,有许多障碍必须得克服,如取代铂及铂基阴极催化剂,因为虽然它们是使用最多、活性最好的阴极催化剂,却存在价格昂贵、资源有限、抗甲醇能力差等问题,因此研究低价、高效的非铂及非贵金属/非金属阴极催化剂材料已成为甲醇燃料电池发展的重要话题。其中以生物质材料为原料制备氮掺杂碳材料作为电催化剂成为了热点,然而,传统的生物质碳材料主要是以植物型为主,动物型的研究很少,所以本论文以动物型生物质展开研究,以两种不同的动物骨头为原料,制得生物质碳材料催化剂,并通过XRD(X-射线衍射)、SEM(扫描电镜)、Raman(拉曼光谱)、BET(氮气吸脱附)、XPS(X射线光电子能谱)手段对催化剂的物相结构、表面形貌、碳化程度、比表面积及孔径分布、表面组成及元素状态进行了物理表征,采用CV(循环伏安法)和旋转圆盘电极(RDE)技术在碱性(KOH)介质中对氧还原反应进行了电化学分析,除此之外,也对其抗甲醇性能、稳定性进行了系统的评价。本论文由以下两部分组成:第一部分碳化鸡骨头来制备氧还原催化剂将废弃的鸡骨头分别经过碳化、酸处理、加铁并二次碳化(最终将铁除去)处理,最终得到催化剂CCB2,通过物理表征(XRD、SEM、Raman、BET、XPS)发现鸡骨头中稳定的化合物Ca10(PO4)6(OH)2对形成高表面积的微孔材料发挥了重要作用,通过化学分析(CV、LSV、抗甲醇性能、稳定性)将最终所得的催化剂与商业碳粉XC-72、商业Pt/C催化剂相比,发现在KOH碱性介质中,CCB2的半波电位和起始电位都明显优于商业碳粉XC-72,与商业Pt/C催化剂可以相媲美,且抗甲醇性能与稳定性较好,因此可以将CCB2直接作为氧还原催化剂。第二部分碳化鱼骨头来制备氧还原催化剂用处理鸡骨头相同的方法处理鱼骨头,最终制得氧还原催化剂CFB,将其进行一系列的物理表征和化学分析,结果表明:与商业Pt/C催化剂相比,在碱性介质中CFB催化剂有良好的电催化活性,半波电位和起始电位均发生正移,分别正移10 m V、30 m V,同时它具有良好的抗甲醇性能和稳定性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李文峰,辛文利,吕玲,梁国正;直接甲醇燃料电池电催化剂的研究及进展[J];材料导报;2001年01期
2 陈先学,卢建树;直接甲醇燃料电池电催化剂的研究进展[J];化工新型材料;2003年05期
3 陈维民;孙公权;赵新生;孙丕昌;杨少华;辛勤;;直接甲醇燃料电池电催化剂性能衰减研究[J];高等学校化学学报;2007年05期
4 张林森;王力臻;李振亚;王为;;活性炭负载镍析氢电催化剂的制备和表征[J];化学工业与工程;2009年02期
5 侯晓川;高丛堦;肖连生;张树峰;刘晨;郭金良;;纳米碳基铂电催化剂的研制及表征[J];有色金属(冶炼部分);2010年06期
6 巢亚军;;特拉华大学研发高选择性高效电催化剂可将二氧化碳转化为化学品[J];化学工业与工程技术;2014年01期
7 于书平;娄群;刘润婷;韩克飞;汪中明;朱红;;Cu@Pt/MWCNTs-MnO_2电催化剂的制备及电催化性能研究[J];化学学报;2012年22期
8 李旭光,邢巍,唐亚文,陆天虹;直接甲醇燃料电池阴极电催化剂的研究进展[J];化学通报;2003年08期
9 唐志诚;吕功煊;;直接甲醇燃料电池阳极电催化剂[J];化学进展;2007年09期
10 郭娟;陈胜洲;邹汉波;林维明;;导电聚合物电催化剂的研究进展[J];电池;2010年06期
11 李青莲;曲永和;;电化学工业中电催化剂的活性及其设计的探讨[J];陕西化工;1992年03期
12 梁镇海,孙彦平;钛基二氧化锰电催化剂的制备及性能研究[J];燃料化学学报;2001年S1期
13 李美霞,林维明;关于电催化剂活性问题的探讨[J];化学工程师;1998年03期
14 李旭光,邢巍,陆天虹,季怡萍,梁宏莹,邵允;直接甲醇燃料电池的耐甲醇阴极电催化剂炭载四羧基酞菁钴的研究[J];高等学校化学学报;2003年07期
15 孙启梅;陈雨;甄宗晴;金江;陈航榕;张华;;PEMFC Pt-WO_3/C电催化剂的制备与性能表征[J];材料导报;2008年S3期
16 马俊红;余洁;赵丹;王安杰;徐柏庆;;水合氧化钌对铂电催化剂上甲醇电氧化反应的促进作用[J];催化学报;2009年06期
17 姜艳霞;田娜;周志有;陈声培;孙世刚;;纳米材料电催化进展——电催化剂表面结构调控与性能[J];电化学;2009年04期
18 陈声培,张麒,黄桃,孙世刚;Surface alloy/GC电催化剂的制备与结构表征[J];精细化工;2003年01期
19 Rudo1f Holze,常云峰,陈金玲;作为电催化剂的炭在电化学能转化中的应用[J];新型碳材料;1987年02期
20 张麒,李冬青,罗济文,朱万仁,陈渊;表面合金电催化剂还原草酸合成乙醛酸的性能研究[J];玉林师范学院学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵莹莹;杨文胜;;Pd/TiO_2-graphene电催化剂的制备及其性能研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年
2 徐明丽;张正富;杨显万;;直接甲醇燃料电池中阳极电催化剂的研究现状[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
3 刘晓为;索春光;张宇峰;唐鼎;;微型直接甲醇燃料电池用电催化剂的制备及性能[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
4 夏小芸;原鲜霞;张慧娟;马紫峰;;卟啉电催化剂的超声分散法制备工艺研究[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年
5 徐吉静;王中利;徐丹;张蕾蕾;张新波;;新型锂空气电池电催化剂研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年
6 陈金媛;;TiO_2/碳纳米管光电催化剂的制备及性能[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年
7 陈胜洲;杨伟;王松清;刘自力;林维明;;氮掺杂碳气凝胶负载钴电催化剂的性能研究[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
8 刘岩;王远;高昂;张琳玮;;高催化活性和高稳定性直接甲醇燃料电池电催化剂[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第28分会:绿色化学[C];2014年
9 黄建书;张校刚;罗建民;孙景玉;杨文建;;水热法制备Ag-WO_3纳米电催化剂[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
10 陈声培;黄桃;侯晓雯;周志有;孙世刚;;不锈钢载铂基电催化剂上甲酸氧化的原位FTIR反射光谱研究[A];全国第13届分子光谱学术报告会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王娟;多级微纳结构Ni/Co基电催化剂的制备及氢能转换中的应用[D];北京化工大学;2015年
2 张云松;直接甲醇燃料电池电催化剂的制备及电化学性能研究[D];湖南大学;2016年
3 刘友文;二维固体的电荷、自旋属性调控及其电解水应用[D];中国科学技术大学;2017年
4 苏建伟;基于类普鲁士蓝前驱体制备电催化剂及其在碱性电解水中的应用[D];中国科学技术大学;2017年
5 尹培群;镍钴基电催化剂的制备及氧电极催化性能研究[D];中国科学技术大学;2017年
6 周振华;直接甲醇燃料电池:高分散高负载铂基电催化剂的制备规律研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
7 贾晓东;氮掺杂碳基电催化剂的可控制备及氧还原和析氧性能研究[D];北京化工大学;2017年
8 张丛;水滑石基高效析氧电催化剂的制备及其性能研究[D];北京化工大学;2017年
9 闫刚;基于多酸的光、电催化剂设计、制备及其催化性能研究[D];东北师范大学;2017年
10 贾荣利;石墨化沥青基超细炭粉负载Pt基电催化剂的研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 安丽娟;直接乙醇燃料电池:铂基和钯基电催化剂的研究[D];石河子大学;2015年
2 韩苗;静电纺丝法制备用于ORR的PdCo催化剂[D];大连交通大学;2015年
3 胡登平;碳基锰钴尖晶石氧化物复合阴极电催化剂的制备及性能研究[D];南京理工大学;2015年
4 刘宁;纳米二硫化钼制氢电催化剂的结构设计与性能优化[D];暨南大学;2015年
5 陆楠宁;三芳基咪唑类有机电催化剂的电极反应动力学、结构优化及应用研究[D];北京工业大学;2015年
6 黄祥君;基于氮掺杂多孔碳材料的燃料电池阴极电催化剂的制备与性能研究[D];安徽大学;2016年
7 施金乐;基于过渡金属电解水催化剂的制备及性能研究[D];重庆师范大学;2016年
8 苏建敏;硼掺杂介孔碳作为氧气还原电催化剂的研究[D];苏州大学;2016年
9 蔚志红;二硫化钼基纳米电催化剂的制备及其催化析氢性质研究[D];吉林大学;2016年
10 丁笑;新型PtFeN/C和PtNiMoN/C系列氧还原电催化剂的制备及性能表征[D];中国矿业大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 罗阿华 通讯员 罗威;电催化剂设计:开通反应直通车[N];中国化工报;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978