收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

碳负载镍金属催化剂的制备及乙醇氧化性能研究

石文娟  
【摘要】:直接乙醇燃料电池(DEFC)由于其燃料使用安全、来源丰富、价格低廉、易携带和储存等独特的优越性,越来越引起研究者的关注,高效低成本催化剂的开发是直接乙醇燃料电池商业化必须要解决的问题之一。本论文主要采用非贵金属制备了氮掺杂碳负载镍金属催化剂,系统研究了不同碳源、镍源、原料配比、氮掺杂的情况下对催化剂性能的影响,设计了具有形貌和尺寸可控的碳载镍纳米材料,并考察了所制备材料对乙醇的电催化性能。1.通过一步合成法制备了氮掺杂碳包覆纳米镍(NiNC)颗粒催化剂(葡萄糖为碳源,乙酸镍为镍源,尿素为氮源)。镍纳米粒子的大小可以通过调节原材料的质量比来调控。葡萄糖热处理后变为多孔活性炭。添加尿素产生了丰富的氮官能团。在制备的所有的催化剂中,NiNC-4催化剂镍颗粒平均尺寸最小(2.02 nm),BET比表面积最大(400.7m2g-1)以及含氮总量(7.21 at%)最多。多孔碳结构,小的镍纳米尺寸和丰富的官能团使NiNC-4催化剂具有良好的电催化性能。在0.1 mol L-1 NaOH+1 mol L-1 C2H5OH溶液中,NiNC-4催化剂的峰电流密度高达327mAcm-2,并且表现出良好的长期循环稳定性,循环500圈以后,峰电流密度仍然能保持89%。然后移入新的电解液重复测试,峰电流密度还能达到初始电流密度的96.8%。NiNC-4催化剂优良的电催化性能,来源于多孔碳包覆,丰富的含氮基团和小尺寸镍纳米粒子的协同作用。2.通过一步合成法制备了尺寸可控的镍纳米棒(蔗糖为碳源,氯化镍为镍源,尿素为氮源)。讨论了不同镍前驱体和不同碳源对纳米镍的微观形貌影响,表明蔗糖和氯离子是形成镍纳米棒的关键因素。镍纳米棒的大小可以通过反应物的比例来控制,并且氮掺杂可以提高乙醇电催化氧化性能。在制备的催化剂中,NiNC'-3催化剂性能最好。相比于NiNC'-l催化剂,NiNC'-3催化剂的电流密度(47.5 mA cm-2)和应速率常数分别是它的5倍和16倍。此外,循环1500圈以后,NiNC'-3催化剂的电流密度仍能保持80.7%,表明NiNC'-3催化剂有良好的循环稳定性。NiNC'-3催化剂对乙醇高的电催化性能可以归因于均匀的镍纳米棒以及优异的导电性和稳定的碳载体。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;在国产钒催化剂上二氧化硫接气过程的热效应的初步考察[J];硫酸工业;1979年S1期
2 李大东;;催化剂评选技术(上)[J];石油炼制与化工;1981年06期
3 吴广林;;硫化物对氨催化剂活性的影响及其防止办法[J];化肥工业;1981年03期
4 刘瑞寰;;钴催化剂代铂生产硝酸几个问题的讨论[J];化肥工业;1981年05期
5 ;A_(110-1)型催化剂使用小结[J];氮肥技术;1981年01期
6 ;低流体阻力钒催化剂的研制[J];硫酸工业;1983年02期
7 戴鹤松;;使用维护好化肥催化剂以节能降耗[J];江苏化工;1983年02期
8 冯孝庭;;转化催化剂的研究开发与使用[J];天然气化工(C1化学与化工);1985年06期
9 丰定豪;王文祥;;氨合成球形催化剂的工业使用[J];小氮肥设计技术;1986年05期
10 刘忠恕;;中变(低温)催化剂的合理使用与节能[J];氮肥技术;1986年06期
11 罗应娟;曾福林;;球形氨催化剂使用情况调查报告[J];中氮肥;1986年06期
12 丁家灏;;中、小型氨厂中变催化剂的使用与维护[J];小氮肥设计技术;1988年02期
13 任乃宏;;低变催化剂的损害及防止措施[J];中氮肥;1988年03期
14 钱小平;;A_(110-1)H型催化剂的应用[J];江苏化工;1989年03期
15 曾福林;;高强度A_(110-5Q)型氨催化剂使用情况[J];氮肥技术;1989年03期
16 林惠东;;氨催化剂快速还原新工艺[J];小氮肥设计技术;1991年02期
17 赵文同;耿建乐;;B_(117)型中变催化剂的使用[J];化肥工业;1992年05期
18 ;丙烯腈固定床七组分催化剂工业运转小结[J];合成纤维工业;1983年01期
19 А·Я·ЛОБОЙКО;;甲烷转化改良催化剂的使用经验[J];天然气化工(C1化学与化工);1977年02期
20 陈复俊;;在浮石银催化剂上甲醇制甲醛降低消耗定额的探讨[J];天然气化工(C1化学与化工);1984年04期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 王琦;王树荣;高翔;骆仲泱;岑可法;;SCR脱硝催化剂的性能试验研究[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
2 蒋炜;梁斌;;整体式钒催化剂的实验室开发[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年
3 黄元福;;全低变催化剂非氧化卸出的实践[A];全国化肥工业技术交流会论文资料集[C];2004年
4 余东洋;;浅谈预变炉催化剂更换方式[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年
5 余东洋;;浅谈预变炉催化剂更换方式[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年
6 杨学萍;;丙烯酸合成催化剂及工艺开发进展[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘芳芳;生物质衍生掺杂碳基催化剂的制备及其氧还原电催化性能的研究[D];华南理工大学;2015年
2 蔡雯佳;甲烷二氧化碳重整反应催化剂的研究[D];复旦大学;2014年
3 李翔;Pt/CNTs催化剂的甲醇氧化和氧还原电催化机制及其镍、钴磷化物改性[D];华南理工大学;2015年
4 彭洪亮;掺杂碳基催化剂的制备及其氧还原性能研究[D];华南理工大学;2015年
5 罗凡;低温燃料电池高活性高稳定性铂基催化剂的研究[D];华南理工大学;2015年
6 闫星旭;电纺Fe-N-C:O纳米纤维电催化氧气还原反应的性能和机理[D];清华大学;2015年
7 黄荣;有序硅铝基催化剂协同低温等离子体氧化甲苯[D];华南理工大学;2016年
8 曲瑞陽;新型宽温度窗口催化剂选择性催化还原NO_x的机理研究[D];浙江大学;2017年
9 吴燕妮;高性能及低铂燃料电池催化剂的制备及研究[D];华南理工大学;2010年
10 初园园;直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂可控合成及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘春红;醋酸甲酯加氢制醇Cu-Zn-Al催化剂的性能研究[D];西安石油大学;2015年
2 张璐;Au/CuO-CeO_2催化剂用于CO优先氧化反应性能及活性位的研究[D];内蒙古大学;2015年
3 李昊;Ce-Ti-W-O_x体系催化剂的制备及其NH_3-SCR性能研究[D];昆明理工大学;2015年
4 卜兴军;甲醇电化学氧化催化剂的研究[D];浙江大学;2015年
5 葛余俊;钴、氮掺杂多孔碳作为氧还原催化剂的研究[D];浙江大学;2015年
6 赵卉茹;亚氧化钛负载Pt、Pd和Pt-Tb催化剂对甲酸电氧化的催化性能研究[D];河南师范大学;2015年
7 訾玲华;结构化催化剂内多相流流动及传质性能模拟研究[D];北京化工大学;2015年
8 姜倩;直接乙醇燃料电池低铂三组元催化剂的制备及其催化性能的研究[D];北京化工大学;2015年
9 李鑫;柴油机SCR催化剂结构尺寸优化研究[D];大连海事大学;2014年
10 刘丰国;多孔地聚物催化剂的制备及其催化脱水氧化性能的研究[D];浙江工业大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 全荣;高效利用焦炉煤气中氢的技术研究[N];世界金属导报;2012年
 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