导读:本文包含了氧和氮掺杂论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:石墨,贵金属,金属,催化剂,燃料电池,纺丝,材料。
氧和氮掺杂论文文献综述
刘江涛,姜志浩,张传玲[1]（2019）在《镍铁合金纳米颗粒嵌入氮掺杂碳纳米纤维高活性析氧催化剂的研究》一文中研究指出采用静电纺丝法和后煅烧法制备了一种镍铁合金纳米颗粒嵌入氮掺杂碳纳米纤维的催化剂材料。通过SEM、TEM、XRD和XPS等对催化剂的形貌和组成进行分析与表征。进一步通过电化学工作站的测试证明催化剂NiFe-N-CNF-2具有优越的OER性能(10 mA/cm~2的电流密度下过电势为0. 4 V),甚至可以媲美商业RuO_2催化剂。该方法为制备低成本和高活性析氧催化剂提供了新方法。(本文来源于《现代化工》期刊2019年12期）
赵挥,翁晨晨,任金涛,葛丽,刘玉萍[2]（2020）在《有机膦酸盐衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料作为高效氧还原电催化剂（英文）》一文中研究指出随着环境污染和能源危机的日益严重,探索高效的非贵金属氧还原电催化剂来替代商业Pt/C迫在眉睫.其中,报道比较多的是具有钴基活性物种和氮掺杂碳的复合材料例如Co-N_x-C, Co_3O_4/GO, Co-N/CNT等,该复合材料具有高导电性、良好的稳定性和优异的催化活性.与其他钴基催化剂相比,磷酸钴由于其成本低廉,对环境友好,多功能的优良特性,已被广泛应用于催化、吸附、分离及储能等领域,在电催化方面也有极大的应用潜力.研究表明,磷酸基团不仅可以充当质子受体,也会诱导局部钴原子的几何结构发生扭曲,从而有利于水分子的吸附并促进析氧反应的发生.此外,磷酸钴也被证实具有一定的氧还原活性.尽管磷酸钴电催化剂的研究已经取得了一定进展,磷酸根有利于质子传输,但是其导电性很差,不利于电荷的转移和传输,使得其电催化活性不高.将磷酸钴和导电碳材料复合是解决问题的有效方法.而且,磷酸钴在碱性溶液中并不稳定,极大限制了其在电催化氧还原中的应用.金属有机膦酸盐是一类包含金属离子和有机膦酸配体的杂化材料,通过简单的焙烧便可以很容易地得到金属无机磷酸盐,并且在焙烧过程中氮掺杂的碳也会原位产生,并包覆在磷酸钴的表面,使得其导电性和催化活性大大提高.为此,本研究组制备了有机膦酸钴衍生的磷酸钴和氮磷掺杂的石墨烯的复合材料并用于电催化氧还原和析氧反应,所得到的材料导电性和稳定性良好,然而,该催化剂的表观活性与商业Pt/C相比仍有较大差距,且使用有机膦酸钴作为前驱体对活性的影响也不甚清楚.因此,本文采用含氮的有机膦酸配体乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)为磷源制备了氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料(CoPiC-N/CNT-3),其催化活性和稳定性良好,并进一步探讨了各种不同因素对电催化活性的影响.XRD和TEM结果表明,用这种方法得到的磷酸钴(CoPiC)为Co_2P_2O_7物相,与磷酸二氢钠为磷源制备得到的CoPi相比,CoPiC的表面有石墨化碳层的存在, EDS图谱表明, Co, P, C, N均匀地掺杂到复合材料的骨架结构中.Raman光谱结果表明,石墨化碳层的存在和适量的碳纳米管的引入均可以增强复合材料的石墨化程度并提高了导电性,而氮掺杂导致其缺陷位点增多.XPS结果进一步表明,有机膦酸钴可以作为前驱体可制得氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料.电催化反应测试表明, CoPi C-N/CNT-3的氧还原活性与商业Pt/C相当,其遵循的是4电子的反应路径,而且抗甲醇氧化能力和稳定性均优于Pt/C.原因主要归结于以下几点:(1)磷酸钴颗粒与氧化碳纳米管的协同作用可以显着增强氧还原催化活性,引入的碳纳米管可以克服磷酸钴导电性差的缺陷;(2)磷酸钴在复合材料中分散均匀,使得可以充分利用催化剂的活性位点;(3)氮掺杂可以调变材料的电子结构,从而改善催化活性;(4)石墨化碳层的存在可以改善材料的电子导电性和稳定性,有利于电子转移并可以保护磷酸钴颗粒在催化氧还原反应过程中不被电解液腐蚀.可见,所制有机膦酸衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料有望替代Pt/C催化剂,并推动清洁可再生能源领域的相关研究.(本文来源于《Chinese Journal of Catalysis》期刊2020年02期）
刘冠良,刘鹏,余林,孙明,程高[3]（2019）在《氮掺杂科琴黑碳材料的制备及电催化氧还原性能研究》一文中研究指出氮掺杂碳材料是一种有应用前景的电催化氧还原催化剂。以尿素和叁聚氰胺作为氮源,在氮气气氛下高温焙烧,制得两种氮掺杂科琴黑碳材料并将其用于电催化氧还原反应。使用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、比表面物理吸附分析仪等对氮掺杂前后的科琴黑的结构和形貌进行了分析。结果表明:氮掺杂之后科琴黑仍保持石墨结构,其形貌和比表面积均无明显改变。在XPS谱图上,氮掺杂后科琴黑上存在氮元素,其中以叁聚氰胺为氮源比以尿素为氮源更容易得到吡啶氮。通过循环伏安法和线性扫描伏安法研究了3个样品的电催化氧还原性能。结果表明:氮掺杂能明显提高科琴黑的电催化氧还原性能,未掺杂的科琴黑(AC)的半波电位为0.746 V,而以尿素和叁聚氰胺为氮源掺杂后的科琴黑碳材料的半波电位分别提高到了0.756 V(尿素-N/AC)和0.786 V(叁聚氰胺-N/AC)。(本文来源于《无机盐工业》期刊2019年10期）
谭诗宇,谭习有,蔡冬琦,高晓虹,徐佩艳[4]（2019）在《椰子壳衍生钕氮掺杂碳制备及其电催化氧还原反应性能研究》一文中研究指出以海南椰子壳、叁聚氰胺、氯化锌以及氯化钕为前驱体,通过热处理、掺杂等过程制备得到了一种氮掺杂碳基氧还原催化剂。电化学测试结果表明,该催化剂对ORR有很好的催化性能,特别是在碱性介质中,可以接近商业Pt/C催化剂;该催化剂具有非常好的稳定性、甲醇耐受性,及非常高的四电子过程选择性。催化剂制备过程中的氮前驱体叁聚氰胺的用量对于催化剂的活性有着非常重要的影响,当催化剂中的叁聚氰胺用量为2 g时,得到的催化剂性能最优。(本文来源于《海南师范大学学报(自然科学版)》期刊2019年03期）
王滨燊,刘有松,邓沐聪,罗进,杨光成[5]（2019）在《含能五唑化钴衍生钴修饰氮掺杂碳材料的制备及其催化氧还原反应性能研究（英文）》一文中研究指出自首例含有五唑阴离子(cyclo-N_5~-)的稳定固态聚氮化合物被报道以来,探索新兴五唑化合物的制备与应用吸引着科学家们的极大兴趣.本文发展了一种以五唑化钻与含能聚离子液体为前驱体,利用独特的爆燃反应制备钴修饰氮掺杂碳材料的新方法.凭借前驱体的含能特性,所得材料具有典型的核-壳纳米结构,氮掺杂碳层包裹的钴纳米颗粒分布均匀.材料5%Co(N5)~2-EPIL-900在氧还原反应中展现出优异的电催化性能、稳定性和抗甲醇毒化能力.本工作为以含能五唑化合物为前驱体高效制备功能碳材料提供了新途径.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年10期）
侯滨朋,淦作亮,雷雪玲,钟淑英,徐波[6]（2019）在《第一性原理对氮掺杂石墨烯作为锂-空电池阴极材料还原氧分子的机理研究》一文中研究指出采用第一性原理,研究了不同浓度的氮掺杂石墨烯还原氧分子的机理.结果表明,掺杂氮原子以后,氧分子的吸附能增大,获得的电荷增多,O—O键长变长,说明氮掺杂石墨烯增强了对氧分子的还原能力.进一步分析发现,氧分子吸附之后,氮原子和氧分子均从碳原子上获得电荷,氮原子同时也向氧分子转移电荷,从而使氧分子与基底的相互作用增强.另外,通过对比不同浓度的氮原子掺杂,发现3.13 at%的氮原子掺杂比例对氧分子的还原性能最好.(本文来源于《物理学报》期刊2019年12期）
费慧龙,段镶锋[7]（2019）在《氮掺杂石墨炔用于氧还原反应》一文中研究指出阴极氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池中的一个关键反应,在能源转化领域起着至关重要的作用~(1,2)。由于其较高的过电位,当前氧还原反应一般都需要使用贵金属铂(Pt)基催化剂。但其高昂的成本和较差的耐久性极大地限制了燃料电池的规模化与商业化进程3,4。从长远来看,寻找高效的非金属催化剂代替Pt是降低成本的根本途径。在非金属催化剂中,氮掺杂碳材料的氧还原(本文来源于《物理化学学报》期刊2019年06期）
王莉萍,田敬,李静莎,曾宪光,彭志光[8]（2019）在《血红细胞状氮掺杂多孔碳材料的制备及其氧还原催化性能的研究（英文）》一文中研究指出以叁聚氰胺氰尿酸为氮源和自牺牲模板,葡萄糖为碳源,采用两步法制备了一种高氮含量(9.81%)和高比表面积(631.46m~2/g)的血红细胞状氮掺杂多孔碳材料。该催化剂在碱性电解液中的起始电位和极限电流密度均优于商用20wt%Pt/C催化剂。该催化剂主要是通过四电子途径来催化氧还原反应过程。其优异的催化活性来源于原位掺杂的高含量氮与叁维(3D)高比表面积多孔网络结构的协同作用,这有利于活性位点的暴露。有趣的是,氧还原的催化活性很大程度上取决于石墨氮的比例,而不是氮元素的总含量。(本文来源于《Journal of Central South University》期刊2019年06期）
王健宇[9]（2019）在《ZIF-8基氮掺杂非贵金属氧还原催化剂的研究》一文中研究指出日益恶化的环境及传统能源的枯竭越来越成为21世纪人们需要面临并解决的问题。氢能作为一种清洁可再生能源得到了人们广泛关注,而质子交换膜燃料电池便是一种高效利用氢能的装置。但由于其大多采用Pt为原料的催化剂,Pt高昂的成本阻碍了燃料电池的商业化进程。因此,寻找一种非贵金属催化剂以代替传统铂基催化剂便成为了一种理想解决方案。金属有机骨架材料(Metal Organic Frameworks,MOFs)由于其独特的孔道结构和极高的比表面积近年来受到人们广泛关注。其中的沸石咪唑材料ZIFs(Zeolitic Imidazolate Frameworks,ZIFs)更是其中的研究热点,而ZIF-8作为一种含锌元素的ZIFs,可通过高温条件下热处理使锌元素逸出,从而使生成的材料具有极高的比表面积。本文首先采用不同方法制备了沸石咪唑骨架材料ZIF-8,并作为前驱体,通过球磨法与醋酸亚铁混合,最后通过高温煅烧得到Fe/N/C催化剂。发现以水热法所制ZIF-8的形貌均一且比表面积较高,最终所得催化剂性能也较好。紧接着对催化剂的半电池和全电池测试条件进行优化。在半电池测试中半波电位达0.773 V;在全电池测试中,当阴极催化剂载量为3 mg/cm2且背压为0.2 MPa时,最大功率密度可达810 mW/cm2。另一方面,氧化石墨烯由于其特殊的结构及丰富的官能团也被广泛应用于电化学催化剂的制备。因此在前述Fe/N/C催化剂的基础上掺杂氧化石墨烯,结合相关物理表征和电化学表征,当引入微量的氧化石墨烯后,材料的比表面积上升且微孔所占比例增加,但当加入量过多后性能会出现明显衰减。在最优原料配比条件下,掺杂氧化石墨烯后催化剂半波电位提升约40 mV,达0.814 V,稳定性也得到明显提升,在扫描10000圈后,性能仅下降约10 mV。说明引入氧化石墨烯后对催化剂的性能均起到一定的改善作用。本实验所制备的Fe/N/C催化剂表现出了极佳的活性,未来有望成为一种可商业化的燃料电池非贵金属氧还原催化剂。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-21）
陈圈生,银凤翔,何小波,李国儒[10]（2019）在《氮掺杂还原氧化石墨包覆金属钴复合材料的制备及其氧还原性能的研究》一文中研究指出采用搅拌反应法制备了ZnCo(ZIF)与氧化石墨(graphite oxide, GO)的复合材料,热处理得到Co@N-doped rGO催化剂。通过X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)对催化剂进行结构表征,通过X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)对催化剂进行表面元素分析,分别考察了金属(Zn和Co)加入量和热处理温度对催化剂氧气还原反应(oxygen reduction reaction, ORR)催化性能的影响,结果表明:所制备的催化剂整体呈层状分布,表面附着金属小颗粒团簇;随着金属加入量的增加,催化剂的ORR催化性能先增强后减弱;随着热处理温度的升高,催化剂的ORR催化性能先增强后减弱。所制备的S-2-850催化剂具有最好的ORR催化性能,在0.1 mol/L KOH电解液中,其起始电位和半波电位分别为0.871 V和0.804 V,在相同测试条件下活性稳定性优于20%Pt/C。(本文来源于《北京化工大学学报(自然科学版)》期刊2019年03期）
氧和氮掺杂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着环境污染和能源危机的日益严重,探索高效的非贵金属氧还原电催化剂来替代商业Pt/C迫在眉睫.其中,报道比较多的是具有钴基活性物种和氮掺杂碳的复合材料例如Co-N_x-C, Co_3O_4/GO, Co-N/CNT等,该复合材料具有高导电性、良好的稳定性和优异的催化活性.与其他钴基催化剂相比,磷酸钴由于其成本低廉,对环境友好,多功能的优良特性,已被广泛应用于催化、吸附、分离及储能等领域,在电催化方面也有极大的应用潜力.研究表明,磷酸基团不仅可以充当质子受体,也会诱导局部钴原子的几何结构发生扭曲,从而有利于水分子的吸附并促进析氧反应的发生.此外,磷酸钴也被证实具有一定的氧还原活性.尽管磷酸钴电催化剂的研究已经取得了一定进展,磷酸根有利于质子传输,但是其导电性很差,不利于电荷的转移和传输,使得其电催化活性不高.将磷酸钴和导电碳材料复合是解决问题的有效方法.而且,磷酸钴在碱性溶液中并不稳定,极大限制了其在电催化氧还原中的应用.金属有机膦酸盐是一类包含金属离子和有机膦酸配体的杂化材料,通过简单的焙烧便可以很容易地得到金属无机磷酸盐,并且在焙烧过程中氮掺杂的碳也会原位产生,并包覆在磷酸钴的表面,使得其导电性和催化活性大大提高.为此,本研究组制备了有机膦酸钴衍生的磷酸钴和氮磷掺杂的石墨烯的复合材料并用于电催化氧还原和析氧反应,所得到的材料导电性和稳定性良好,然而,该催化剂的表观活性与商业Pt/C相比仍有较大差距,且使用有机膦酸钴作为前驱体对活性的影响也不甚清楚.因此,本文采用含氮的有机膦酸配体乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)为磷源制备了氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料(CoPiC-N/CNT-3),其催化活性和稳定性良好,并进一步探讨了各种不同因素对电催化活性的影响.XRD和TEM结果表明,用这种方法得到的磷酸钴(CoPiC)为Co_2P_2O_7物相,与磷酸二氢钠为磷源制备得到的CoPi相比,CoPiC的表面有石墨化碳层的存在, EDS图谱表明, Co, P, C, N均匀地掺杂到复合材料的骨架结构中.Raman光谱结果表明,石墨化碳层的存在和适量的碳纳米管的引入均可以增强复合材料的石墨化程度并提高了导电性,而氮掺杂导致其缺陷位点增多.XPS结果进一步表明,有机膦酸钴可以作为前驱体可制得氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料.电催化反应测试表明, CoPi C-N/CNT-3的氧还原活性与商业Pt/C相当,其遵循的是4电子的反应路径,而且抗甲醇氧化能力和稳定性均优于Pt/C.原因主要归结于以下几点:(1)磷酸钴颗粒与氧化碳纳米管的协同作用可以显着增强氧还原催化活性,引入的碳纳米管可以克服磷酸钴导电性差的缺陷;(2)磷酸钴在复合材料中分散均匀,使得可以充分利用催化剂的活性位点;(3)氮掺杂可以调变材料的电子结构,从而改善催化活性;(4)石墨化碳层的存在可以改善材料的电子导电性和稳定性,有利于电子转移并可以保护磷酸钴颗粒在催化氧还原反应过程中不被电解液腐蚀.可见,所制有机膦酸衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料有望替代Pt/C催化剂,并推动清洁可再生能源领域的相关研究.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
氧和氮掺杂论文参考文献
[1].刘江涛,姜志浩,张传玲.镍铁合金纳米颗粒嵌入氮掺杂碳纳米纤维高活性析氧催化剂的研究[J].现代化工.2019
[2].赵挥,翁晨晨,任金涛,葛丽,刘玉萍.有机膦酸盐衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料作为高效氧还原电催化剂（英文）[J].ChineseJournalofCatalysis.2020
[3].刘冠良,刘鹏,余林,孙明,程高.氮掺杂科琴黑碳材料的制备及电催化氧还原性能研究[J].无机盐工业.2019
[4].谭诗宇,谭习有,蔡冬琦,高晓虹,徐佩艳.椰子壳衍生钕氮掺杂碳制备及其电催化氧还原反应性能研究[J].海南师范大学学报(自然科学版).2019
[5].王滨燊,刘有松,邓沐聪,罗进,杨光成.含能五唑化钴衍生钴修饰氮掺杂碳材料的制备及其催化氧还原反应性能研究（英文）[J].ScienceChinaMaterials.2019
[6].侯滨朋,淦作亮,雷雪玲,钟淑英,徐波.第一性原理对氮掺杂石墨烯作为锂-空电池阴极材料还原氧分子的机理研究[J].物理学报.2019
[7].费慧龙,段镶锋.氮掺杂石墨炔用于氧还原反应[J].物理化学学报.2019
[8].王莉萍,田敬,李静莎,曾宪光,彭志光.血红细胞状氮掺杂多孔碳材料的制备及其氧还原催化性能的研究（英文）[J].JournalofCentralSouthUniversity.2019
[9].王健宇.ZIF-8基氮掺杂非贵金属氧还原催化剂的研究[D].南京大学.2019
[10].陈圈生,银凤翔,何小波,李国儒.氮掺杂还原氧化石墨包覆金属钴复合材料的制备及其氧还原性能的研究[J].北京化工大学学报(自然科学版).2019
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