19119.類石墨烯c3n4二維片狀材料的制備及其甲醇催化性能的研究

1、類石墨烯C3N4二維片狀材料的制備及其甲醇催化性能的研究重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：褚文文指導教師：肖鵬教授張云懷教授專業(yè)：化學學位類別：理學重慶大學化學化工學院二O一五年五月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要本文通過前驅體自身縮聚的熱解法制備出BC3N4（BulkgC3N4）粉末，并考察和比較了用液相超聲剝離法和球磨剝離法制備的C3N4NS（C3N4Nanosheets）的特點。在制備粉末電極C3N4碳紙的基礎上，利用循

2、環(huán)伏安電沉積法在已制備C3N4碳紙電極上負載Ni納米顆粒，并通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀（XRD）、X射線能譜（EDX）等方法對樣品的形貌、結構和元素分布進行了表征分析，利用循環(huán)伏安法和時間電流曲線等分析了NiC3N4NS碳紙復合電極對DMFC電催化性能。主要的研究內容和成果如下：①采用熱解三聚氰胺的方法，制備出了BC3N4粉末。分別采用液相超聲剝離法和球磨剝離法制備了C3N4NS粉末。利用XRD、SEM等方法對剝離的樣品

3、的晶型結構和形貌進行表征分析，結果表明：液相超聲剝離的C3N4NS相比球磨法制備的片層結構明顯，擁有較大面積的片狀結構，電子傳輸性能更佳，較適合作為納米催化劑載體材料。②制備Ni碳紙和NiC3N4NS碳紙電極。分別將BC3N4粉末和C3N4NS粉末配成溶液后，再分別滴到碳紙電極上最后晾干。利用這種方法能夠定量的制備出粉末電極。然后通過循環(huán)伏安電沉積法把的Ni納米顆粒分別均勻地負載到碳紙上和C3N4NS碳紙電極上，形成Ni碳紙和NiC3N

4、4NS碳紙電極，并將其用于甲醇氧化電催化性能研究。③利用循環(huán)伏安(CV)、時間電流曲線及交流阻抗（EIS）分別測試了NiC3N4NS碳紙和Ni碳紙電極對甲醇氧化催化的電化學性能。循環(huán)伏安測試表明，NiC3N4NS碳紙電極比Ni碳紙電極有著更優(yōu)異的催化活性，計時電流也表明了NiC3N4NS碳紙電極的甲醇催化穩(wěn)定性也更好。這是因為C3N4NS和Ni金屬之間的相互作用，它們之間存在著電子的轉移，C3N4NS的電子在整個環(huán)內的離域，當Ni原子與