納米結(jié)構(gòu)電活性材料的制備、表征與電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著能源消費(fèi)的快速增加，以及傳統(tǒng)化石燃料對環(huán)境的影響，隨之形成一系列嚴(yán)峻挑戰(zhàn)如能源安全與環(huán)境保護(hù)。因此開發(fā)新一代可再生能源，替代傳統(tǒng)化石燃料，成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。新型能量轉(zhuǎn)換裝置和儲能裝置，成為利用清潔能源的關(guān)鍵技術(shù)，燃料電池是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的清潔、高效能量轉(zhuǎn)化裝置，超級電容器是具有高功率密度與長循環(huán)壽命的儲能裝置，將燃料電池與超級電容器用于儲能設(shè)備、電動汽車和便攜式電子產(chǎn)品，可有效緩解能源危機(jī)與環(huán)境污染問題。氧化鎳(NiO)具有

2、良好的甲醇催化活性且成本低，可替代Pt基催化劑降低DMFC成本，主要缺點(diǎn)是導(dǎo)電性較差，引入導(dǎo)電性高、比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的新型碳材料載體（如碳納米管和石墨烯等），可有效提高NiO的甲醇催化性能。聚吡咯(PPy)具有優(yōu)良的電化學(xué)性能，但相對致密的結(jié)構(gòu)限制了電解液進(jìn)一步進(jìn)入聚合物內(nèi)部，研究納米粒子尺寸對電容性能的影響，有助于理解PPy的電化學(xué)性能，為提高其電容與循環(huán)性能提供一定價(jià)值?；诖?，本研究的主要創(chuàng)新在于引入碳納米管和石墨烯作為N

3、iO載體，同時對載體材料進(jìn)行氮摻雜處理，優(yōu)化了NiO催化劑的甲醇催化性能，其次分析了PPy納米尺寸大小對電容性能的影響，提出尺寸大小與電容關(guān)系模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴NiO納米粒子能夠均勻分散于摻氮碳納米管載體表面，對碳納米管摻氮可以提高NiO納米粒子的分散性并降低粒徑尺寸，NiO負(fù)載量和熱處理溫度對催化劑在堿性條件下催化性能影響較大，NiO/NCNT在適中的負(fù)載量、400℃熱處理溫度具有最高的甲醇催化性能與穩(wěn)定性。以摻