N摻雜有序中孔碳材料的制備、表征及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，多孔碳材料由于具有較高的比表面積、可控的納米結(jié)構(gòu)、較好的導(dǎo)電性以及耐酸堿等優(yōu)良的特性，已在燃料電池、催化、吸附、儲(chǔ)氫等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，受到材料科學(xué)和催化領(lǐng)域的普遍關(guān)注。隨著多孔碳材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，碳材料表面官能化已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，成為當(dāng)前碳材料研究的熱點(diǎn)課題之一。
　　 在本論文中，我們以苯胺為碳源，以六方有序的中孔SBA-15為模板，通過(guò)納米鑄型(nanocasting)法合成了氮摻雜的有序中孔

2、碳材料(NOMC)。采用粉末X射線衍射(XRD)、低溫N2吸附、熱重分析(TGA)、透射電鏡(TEM)、元素分析和X射線光電子能譜(XPS)等對(duì)碳材料進(jìn)行了綜合表征。結(jié)果表明，當(dāng)熱解溫度控制在600-950℃時(shí)，合成的氮摻雜碳材料均表現(xiàn)出類(lèi)似CMK-3的有序中孔結(jié)構(gòu)，其比表面積(SBET)在988-1166 m2/g之間，孔徑在2.7-3.3nm之間變化。XPS研究表明，碳材料表面的N原子以吡啶N(N-6)和四配位N(N-Q)兩種形式存

3、在，Pt與碳載體之間存在強(qiáng)烈的相互作用，并且隨著熱解溫度的升高(600-950℃)，碳材料表面N的數(shù)量逐漸減少(N/C原子比：9.5％-4.8％)。
　　 以NOMC作為催化劑載體，在其表面負(fù)載貴金屬Pt催化劑，通過(guò)循環(huán)伏安和電化學(xué)阻抗研究了Pt/NOMC的電催化甲醇氧化特性。結(jié)果表明，N的摻雜可有效提高Pt的分散及其抗CO中毒的能力。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，Pt/NOMC比同條件制備的Pt/XC-72呈現(xiàn)出較高的甲醇氧化活性和的抗