碳氮硫掺杂铁基多维分级孔材料的制备及电化学性能研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hbimac
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统能源的过度使用伴随着污染的环境、匮乏的资源、破坏的生态环境三大危机,这对人类的生存和发展产生了巨大的威胁。如何减少或者避免传统能源产生的影响,力求节能减排,恢复生态环境是世界各国亟需解决的问题。而以燃料电池技术为支撑的新能源汽车成为解决碳中和战略规划的重要方式。燃料电池具有可循环再生、零污染等优点,但作为其关键反应步骤的阴极氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)却面临着贵金属Pt基催化剂高成本、高过电位等问题,难以实现工业化生产。基于上述观点,探索低成本,高性能的非贵催化剂是加快燃料电池大规模工业生产进程的关键。本文中以表面活性剂甲基橙和3-磺丙基十四烷基二甲甜菜碱为碳源;三聚氰胺作为氮源,Fe、Zn、Ce作为金属源,经过静电自组装、热解等工艺制备了非贵金属Zn Fe-NCS-MO、Ce Zn Fe-NCS-MS催化剂。主要研究如下:(1)Zn Fe-NCS-MO催化剂的研究通过静电自组装和高温热解手段设计了一种新型Zn Fe-NCS-MO催化剂。该催化剂中存在非晶结构和晶态铁基活性位点,并通过高温热解等手段调控其形貌,形成了交通互联的分级孔结构。经电化学测试可得,Zn Fe-NCS-MO催化剂半波电位(0.877 V)比商业20%Pt/C的半波电位(0.830 V)催化剂高出47 m V,经过2000圈CV长循环后半波电位仅负移了10 m V。(2)Ce Zn Fe-NCS-MS催化剂的研究利用静电自组装及铁基晶核原位掺杂的机理设计了一种新型Ce Zn Fe-NCS-MS催化剂。通过HRTEM图像发现该催化剂为中空碳管包覆铁基晶态活性位点的微观结构。Ce、Zn元素在中空碳壁表面以非晶无序结构形式存在,铁基晶态活性位点在中空碳管中成晶核并原位生长。Ce与甜菜碱形成的中空碳管骨架不仅起着包覆铁基晶态活性位点的作用,且Ce3+/Ce4+的价态能够实现可逆转换。Ce Zn Fe-NCS-MS催化剂半波电位(0.882 V)比商业20%Pt/C的半波电位(0.830 V)催化剂高出52 m V,经过2000圈CV长循环后半波电位仅负移了20 m V。
其他文献
P2型层状锰基材料由于资源丰富、价格低廉、环境友好而被广泛关注,成为钠离子电池领域研究热点。但是,在实际应用过程中该类材料存在倍率性能和循环性能较差的问题。为此,本文选取P2型Na2/3Ni1/3Mn2/3O2为研究对象,通过特定金属和非金属元素掺杂,对该材料进行结构改性和电化学性能研究,探索提升其倍率性能和结构稳定性的有效方案。首先,由于Na+/空位有序对P2型正极材料的电化学行为有显著影响,本
学位
在钠离子电池正极材料中,P2型富锰基层状氧化物阴极材料以较高的能量密度、高效的合成方法表现出极大的实用优势,但是较高的Mn3+含量将会诱发Jahn-Teller畸变,并且导致过渡金属层中的元素流失,发生不可逆容量衰减,降低循环寿命。本文采取高温固相法设计合成P2-Na0.59Mn0.90Co0.10O2正极材料,分别进行了Mg2+掺杂和Ti4+/V5+共掺杂,并对掺杂前后的阴极材料进行了一系列的研
学位
荷兰共和国建立之初,宗教宽容的争论便已开始。荷兰人民对西班牙统治时期宗教迫害的反思和独立之初呼吁宗教自由的宣言,为荷兰共和国宗教宽容发展提供了先导基础。然而,作为官方教会的加尔文宗,寻求将日内瓦模式的神权政治移植到荷兰共和国上,这种动机伴随着对国家信仰的统一和其他教派的打击。呼吁宽容的思想家与反对派代表先后加入反对加尔文宗的宽容论战,对荷兰宗教宽容理论发展意义巨大。在实践层面,多教派共存是政府、教
学位
1925年初,因校长杨荫榆在处理因江浙战争而延迟返校的学生问题上失误,北京女子师范大学学生掀起了驱逐校长杨荫榆的运动。随着时间的流逝,该事件不断发酵。最终发展为一场以驱逐章士钊、反对段祺瑞为目的的学生运动。事件发生后,迅速引起了社会关注,社会各界积极发表对该事件的看法。女师大事件成为当时人们讨论的焦点。本文通过大量的报刊资料,探讨女师大事件中社会各界的反应,以加深对该事件的认识。第一章主要介绍女师
学位
<正>轴对称是我们生活中最为常见的一种对称形式,从自然景观到工艺建筑,都可以找到它的身影。它不仅带给人们美的享受,还可以帮助人们解决一些实际问题。同学们对台球桌一定不陌生吧,这其中也蕴含着丰富的轴对称知识,让我们一起来看看吧。例图1是台球桌面示意图,阴影部分表示四个入球孔。
期刊
“伯”作為西周金文中出現頻次最高的稱謂,使用範圍廣泛,且連用的國族名眾多。通過充分吸納前人研究成果以及對現有金文資料的研究,以新的標準對稱伯贵族這一群體進行劃分,將其劃分為內服稱伯貴族、外服稱伯貴族、以及稱伯貴族中的稱王現象和諸侯中的稱伯現象四個部分並分別選取了具有代表意義的幾個封君的伯稱進行了探討。在內服稱伯貴族中,選取召、毛、榮、井四大家族,明確了“伯”在宗族中的權力、地位,以及內服政治架構中
学位
党的建设是革命战争年代中国共产党战胜敌人的主要法宝,组织建设又是党的建设的重要基础,在党的各个历史时期都占有重要地位。中国革命的特殊性决定了中国共产党领导的农民革命战争长期处于农村之中,也就决定了革命战争年代农村是党组织建设的重点。1946年7月晋北战役后,五台全境获得解放,但由于地处于抗日战争和解放战争的最前线,政治情况很复杂,五台县农村基层党组织建设在斗争中艰难开启。1947年1月五台县开展土
学位
在“双碳”背景下新能源产业迎来了新的发展机遇,储能锂离子电池工厂建设规模迅速增长,同时锂离子电池的质量要求也在不断提高,因此对工厂的建设和管理提出了更高要求。以某10 GWh产能规模的储能锂离子电池工厂为例,对储能锂离子电池工厂的工艺荷载要求、工艺净高要求、洁净度控制、温湿度控制、照度要求、工艺动力用量等方面进行分析,在规划设计阶段将各工序的工艺要点与土建工程和机电工程充分结合,为建设高品质的储能
期刊
水系锌离子电池具有低成本,高安全性等优点,其近年成为研究热点。但在除锌负极外的负极材料和高性能的正极材料开发上还需进一步研究。本文研究了以K2Ti8O17作为负极材料,在不同锌离子电解液中的电化学性能及全电池的应用价值。并且通过水热法合成了高性能的钒酸氢钾化合物(H1.09K0.91V6O16·0.33H2O)材料,将其作为正极材料,研究了在3 M Zn SO4电解液中的电化学性能和电池的应用价值
学位
太阳能作为最清洁和丰富的可再生能源之一,是最有希望满足未来可持续发展和能源需求的替代品。将光伏装置和储能单元结合在一个系统的光可充电电池,可以把太阳能以化学能的形式储存起来,然后通过可逆的电化学反应传递能量,从而提供可靠和持续的能量输出,以满足实际的能源需求。然而由于光活性材料和法拉第材料之间的弱的界面相互作用和不兼容性,导致较差的电荷传输和能量储存。为了解决如此挑战,本文通过简单易行的方法设计了
学位