磷以及磷和鐵-鈷共摻雜碳材料作為氧氣還原電催化劑的研究.pdf

1、燃料電池和金屬-空氣電池都存在著陰極氧氣還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢的問題，常用鉑基貴金屬催化劑的價(jià)格昂貴且資源稀缺，從而限制了電池的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。本論文選用來源豐富、價(jià)格低廉并與環(huán)境友好的碳材料作為氧氣還原反應(yīng)（ORR）的非貴金屬催化劑，通過異原子磷（P）摻雜以及磷和過渡金屬鐵（Fe）和鈷（Co）共摻雜來調(diào)控碳材料的結(jié)構(gòu)，從而調(diào)控其催化活性位，進(jìn)一步提高其對ORR的催化活性和穩(wěn)定性。采用溶劑熱法，在較低溫度下（500℃），一步原位合成了P摻

2、雜碳納米管（P-CNT），研究了其在堿性電解液中對ORR的催化活性和穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提高摻雜碳材料的催化活性，采用二元共摻雜法，以原位溶膠凝膠聚合法并結(jié)合高溫?zé)峤夥?，合成了P和Fe二元共摻雜碳凝膠（P-Fe-C），從熱處理溫度、異原子摻雜量、材料的微觀結(jié)構(gòu)等方面對材料結(jié)構(gòu)與ORR電催化活性的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了深入研究，提出了P和Fe二元共摻雜碳的催化活性位。為考察不同過渡金屬元素的共摻雜影響，以靜電自組裝法和熱解法合成了P和Co共摻雜石墨