應(yīng)用于堿性燃料電池氮摻雜鎳-碳復(fù)合納米纖維催化劑.pdf

1、過(guò)去幾十年間，非Pt催化劑材料得到了廣泛的研究。這是因?yàn)榉荘t催化劑材料成本較低且用于電極時(shí)也具有優(yōu)異的催化活性及化學(xué)穩(wěn)定性。目前，擔(dān)載型鎳及其合金是堿性燃料電池(AFC)常用的催化劑，但載體材料在AFC的高氧化、高含水量、高溫、高電位條件下極易受到腐蝕氧化，從而造成催化劑材料的性能衰減，進(jìn)而影響整個(gè)燃料電池的性能。而一維納米材料因其獨(dú)特的性能受到廣泛的關(guān)注。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1）本文利用靜電紡絲技術(shù),制備了一維PV

2、P/Ni(NO3)2納米材料；研究了電紡液的配比、電場(chǎng)強(qiáng)度、推進(jìn)速度對(duì)紡絲效果的影響,并利用掃描電鏡對(duì)納米纖維的形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，在Ni(NO3)2和聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3wt％和15wt％,電場(chǎng)強(qiáng)度為1.67 KV/cm時(shí)，以300ul/h電速度推進(jìn)時(shí)，所制備的納米纖維形貌最佳。
　　2）將制備好的PVP/Ni(NO3)2納米纖維依次于純Ar和5％H2氣氛下處理，得到具有催化活性的Ni/C納米纖維；并通過(guò)將Ni/C

3、纖維進(jìn)行氨氣高溫處理，對(duì)Ni/C纖維催化劑作進(jìn)一步的摻氮改性。利用掃描電鏡、透射電鏡、X射線(xiàn)衍射、X射線(xiàn)光電子能譜等方法對(duì)所制得的催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　3）采用循環(huán)伏安法、線(xiàn)性?huà)呙璺卜ǖ入娀瘜W(xué)方法對(duì)比研究了幾種催化劑的氧還原催化活性。Ni-N/C的起始電位、半波電勢(shì)和極限電流分別提高為0.025V、-0.13V、-2.91904A,ORR反應(yīng)的電子數(shù)為2.99,證明Ni-N/C的氧還原反應(yīng)為二電子和四電子混合反應(yīng)，