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摘要：石墨烯由于其2D碳结构、高结晶度和电学性能,在电催化、电化学传感器、超级电容器、锂离子电池、太阳能电池等电化学领域有广阔的运用前景,开辟了材料科学新的探讨领域。石墨烯由于其较大的比表面积、良好的传导性和优异的化学稳定性,为贵金属粒子提升一个理想的载体,可以提升贵金属的利用率,成为制备燃料电池催化剂的理想材料。本论文以石墨烯为碳载体,对低铂担载量催化材料、非贵金属催化材料的制备和性能进行了一系列的探讨。1.为了提升铂极催化材料中Pt的利用率,以降低催化剂中Pt的担载量,采取新型碳材料石墨烯做为Pt催化剂的碳载体,并探讨了微波辅助加热对Pt/RGO催化剂催化活性的影响。利用傅里叶变换红外光谱法FT-IR、透射电子显微镜TEM、扫描隧道显微镜SEM、X射线衍射XRD对产物的结构进行了表征,对其催化性能进行了电化学表征。结果表明,通过微波辅助加热制备的以还原氧化石墨烯RGO为碳载体的Pt/RGO催化剂具有良好的催化活性。2.利用新型碳纳米材料——石墨烯作为催化剂的载体,制备了一系列不同热处理温度及Fe担载量的过渡金属大环化合物催化剂Hemin/RGO。利用TEM、XRD对产物的形貌结构进行了表征,随着热处理温度的升高,Hemin/RGO中金属簇数量增加。电化学测试表明,Hemin/RGO-800-5具有最好的催化性能。关键词：石墨烯论文直接甲醇燃料电池论文阴极论文电催化论文
摘要5-6
Abstract6-9
第一章 绪论9-26
1.1 前言9
1.2 石墨烯9-18
1.2.1 石墨烯的介绍9-11
1.2.2 石墨烯的制备11-14
1.2.3 石墨烯在电化学领域的运用14-18
1.3 直接甲醇燃料电池18-24
1.3.1 直接甲醇燃料电池的工作原理19-20
1.3.2 直接甲醇燃料电池的探讨概况20-21
1.3.3 直接甲醇燃料电池阴极催化材料的探讨概况21-24
1.4 课题作用及论文内容24-26
第二章 石墨烯基低铂担载量催化材料的探讨26-36
2.1 引言26
2.2 实验部分26-29
2.2.1 主要原料和试剂26-27
2.2.2 主要制备及浅析表征仪器27-28
2.2.3 低铂担载量阴极催化材料的合成28-29
2.3 试验列表与产物表征结果浅析29-35
2.3.1 FT-IR光谱表征及浅析30-31
2.3.2 TEM表征及浅析31-32
2.3.3 SEM表征及浅析32
2.3.4 XRD测试32-33
2.3.5 电化学表征及浅析33-35
2.4 小结35-36
第三章 石墨烯基非贵金属阴极催化材料的探讨36-47
3.1 引言36-37
3.2 实验部分37-40
3.2.1 主要原料和试剂37-38
3.2.2 主要制备及浅析表征仪器38-39
3.2.3 石墨烯与氯化血红素的反应39-40
3.3 产物表征与浅析40-46
3.3.1 实验条件列表40-41
3.3.2 TGA表征及浅析41-42
3.3.3 TEM表征及浅析42-43
3.3.4 XRD表征及浅析43-44
3.3.5 电化学表征及浅析44-46
3.4 小结46-47
总结47-48