导读:本文包含了氧还原反应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:催化剂,贵金属,石墨,基材,稳定性,燃料电池,纺丝。
氧还原反应论文文献综述
赵经纬,蔡园满,易秘,梅泽峰[1]（2019）在《低温燃料电池阴极氧还原反应催化剂研究进展》一文中研究指出低温燃料电池因其能量转化高效、环境友好等优点在许多方面有广泛的应用,但是其阴极氧还原反应在常温下动力学缓慢的缺点成为限制其在实际中大规模应用的最大障碍。因此,低温燃料电池阴极氧还原反应催化剂的研究是近年来的热点之一。本文综述了贵金属及其合金、碳基材料和过渡金属大环化合物这叁类氧还原催化剂的研究进展,其中贵金属及其合金类价格较贵,过渡金属大环化合物催化稳定性还有待提高,所以目前前景最好的氧还原催化剂为M-N-C(M=Fe,Co)复合催化剂。最后,作者提出开发高效、高稳定性氧还原催化剂最根本的解决之道在于进一步研究催化机理,提高催化剂催化活性位点利用率。(本文来源于《江西化工》期刊2019年06期）
刘广权,彭丽萍,曹林洪,吴卫东[2]（2019）在《用于氧还原反应的高耐久活性叁元Pt-Ti-Mg薄膜电催化剂》一文中研究指出有效的提高利用效率,降低浪费是能源利用面临的重要问题。质子交换膜燃料电池(PEMFC)能将燃料中的化学能直接转化成电能,其转化效率高达70%,且过程中不会产生氮、硫等的有毒气体。是目前提高能源利用效率的有效途径。催化电极是决定PEMFC转化效率关键因素,目前,工业生产中大多数采用Pt/C作为催化电极材料。研究者们已经解决了Pt/C催化电极的CO中毒等诸多问题[1],并通过过渡金属的加入,大幅提高Pt/C电极的催化活性[2]。近年来,研究人员通过掺杂与去合金方法获得多孔状的Pt/C电极,大大增加反应过程中的接触面积,有效的提高了电极催化效率。但催化电极循环稳定性的进一步提高仍然是亟待解决的关键问题。金属Ti具有良好的抗腐蚀性能,相关报道表明,Ti的掺杂不仅能够提高电极催化效[3],还能有效的提高催化电极的循环稳定性。理论上预测,多孔状的Pt-Ti/C结构合金将成为更有潜力的催化电极材料。本研究首先利用自组装的方法在碳纸上平铺一层PS微球作为基底,再采用超高真空磁控溅射共溅技术,一步合成Pt-Ti-Mg叁元合金,再用HCL和甲苯处理,获得多孔状的Pt-Ti/C结构合金电极。扫描电镜测试结果显示,利用这种方法获得了互交联的叁维网状结构Pt-Ti/C电极,这种结构极大限度的增加其反应接触面积,预计在其氧还原性能的测试中,能够表现出良好的质量比活性和面积比活性,且催化电极循环稳定性也能得到提高。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15）
谭诗宇,谭习有,蔡冬琦,高晓虹,徐佩艳[3]（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）
马俊红,徐朝权,石旻慧,姚智子[4]（2019）在《铁氮共掺杂碳纤维基复合碳材料的制备及其氧还原反应催化性能研究》一文中研究指出以聚丙烯腈(PAN)和石墨化氮化碳(g-C3N4)共同作为碳/氮前驱体材料,醋酸亚铁作为铁源,利用静电纺丝技术结合高温热解法制备了系列铁氮共掺杂的碳纤维基复合碳材料(Fe-N-CFC),研究了PAN和g-C3N4的质量配比对所制得的催化剂样品的形貌结构及其氧还原反应(ORR)催化性能的影响.优化组成的Fe-N-CFC-2材料对ORR的半波电势和极限电流分别为-0.04 V和4.32 mA·cm~(-2),与商业Pt/C催化剂活性接近,而其抗甲醇性能和ORR催化稳定性明显优于Pt/C,是一种有应用潜力的ORR催化剂.(本文来源于《新疆大学学报(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）
孙建平,王凡嵩,栾晓玮,胡艺凡,韦慧兰[6]（2019）在《不同掺杂石墨烯电极对氧还原反应的催化对比研究》一文中研究指出文章基于第一性原理的密度泛函理论对掺N、掺P、掺S、掺B以及NP、BP共掺杂石墨烯进行仿真研究,对比了吸附O、O_2、OH、OOH四种中间体的吸附特性。比较了能带、态密度、电荷转移等性质,绘制自由能变化曲线,模拟分析反应过程。结果表明,单一掺杂石墨烯对四种中间体的吸附呈线性关系,并且掺S、掺P的石墨烯对中间体的吸附能要大于B、N,而共掺杂石墨烯使吸附关系复杂化,对O_2的强吸附和对OH的弱吸附能力使体系在催化过程中表现良好,达到预期效果。(本文来源于《化工管理》期刊2019年19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）
王春玲,刘肖杰[8]（2019）在《用于高效的氧还原反应MoF衍生的Co-N-C复合材料》一文中研究指出金属有机框架化合物及其衍生物具有优越的电性能,因为有望替代贵金属而受到广泛的关注。本文通过简单的方法制备Co-N-C复合材料,即在MOFs生长中引入Co2+,然后将其前驱体进行煅烧。Co-N-C复合材料表现出较大的比表面积和高活性点,在0. 1 KOH条件下,电化学分析Co-N-C复合材料半波电位0. 71 V。另外,Co-N-C材料在碱性环境表现出优良的稳定性和抗甲醇中毒。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2019年06期）
胡立兵[9]（2019）在《生物质碳基复合材料的制备及其催化氧还原反应性能研究》一文中研究指出生物质是一种来源广泛、价格低廉、可再生的自然资源。由于生物质具有丰富的碳含量和独特的微观结构,近年来开发和利用生物质制备生物质碳基复合材料受到了越来越多的关注。将生物质碳基复合材料应用于能源、环境和催化等领域可以使生物质资源得到有效的利用。更加重要的是将生物质制备成生物质碳基复合材料可以提高生物质自身的经济价值。本文以葡萄糖、淀粉和壳聚糖等为原料,成功制备了一系列的生物质碳基纳米复合材料,并研究了它们电催化氧还原反应的性能。相关研究内容如下:(1)氮掺杂碳负载缺陷ZnS复合材料的制备及催化氧还原反应性能研究。以生物质葡萄糖为原料,采用一步碳浴法在900~oC高温处理制备了氮掺杂碳负载Zn空位ZnS复合材料(ZnS/N-C-900)。测试结果表明,制备的复合材料ZnS/N-C-900不仅含有Zn空位,同时其比表面积到达1056.2 m~2/g。电化学测试结果表明,在0.1M KOH电解液中,以铂丝作为参比电极时,ZnS/N-C-900电极的起始点位(E_0)为0.95 V_(RHE),明显高于Pt/C的起始点位(0.92 V_(RHE));当石墨电极作为参比电极时,ZnS/N-C-900电极的起始点位同样为0.95 V_(RHE),也明显高于Pt/C的起始点位(0.92 V_(RHE)),因此,无论是铂丝还是石墨作为参比电极时,ZnS/N-C-900在0.1M KOH溶液中都具有良好的ORR催化活性。密度泛函理论(DFT)计算的结果表明,Zn空位作为复合材料ZnS/N-C-900的活性位点,在催化ORR过程中,其速控步反应(*OO→*OOH)仅需要0.92 eV。因此,在碱性介质中,Zn空位作为活性位点使得所制备的复合材料ZnS/N-C-900具有优异的ORR催化活性,稳定性和抗甲醇性。(2)氮掺杂碳负载Co-CoO_x复合材料的制备及其催化氧还原反应性能研究。以可溶性淀粉为原料,采用沙浴法制备了氮掺杂碳负载部分氧化Co-CoO的复合材料Co-CoO_x/N-C(SBM)。在碱性电解液中,测试电化学性能结果表明,与传统的高温热解法制备的Co-CoO/N-C(CHT)的半波电位(E_(1/2)=0.82 V vs.RHE)相比,沙浴法制备的Co-CoO_x/N-C(SBM)表现出更加优异的半波电位(E_(1/2)=0.85 V vs.RHE)。此外,与Pt/C相比,Co-CoO_x/N-C(SBM)除了具有高催化活性,同时还具有优异的稳定性和耐甲醇性。(3)铜氮掺杂碳负载铜复合材料的制备及其催化氧还原反应性能研究。以壳聚糖为原料,通过一步简单的碳浴法制备了铜氮掺杂碳负载铜复合材料Cu/Cu-N-C。结果表明,Cu/Cu-N-C具有高的比表面积(S_(BET)=607.3 m~2/g)。与商业20 wt%Pt/C的起始电位(E_0=0.92 V_(RHE))相比,Cu/Cu-N-C在电催化ORR过程中显示出的起始电位(E_0)为0.96 V_(RHE),说明Cu/Cu-N-C具有较好的ORR催化活性。同时,Cu/Cu-N-C还表现出良好的稳定性和抗甲醇性。(4)锌氮掺杂碳包覆ZnO纳米颗粒复合材料的制备及其催化氧还原反应性能研究。利用壳聚糖为前驱体,采用简单的一步碳浴热解法制备了锌氮掺杂碳原位包覆ZnO纳米颗粒的复合材料(ZnO@Zn-N-C),并且没有进行任何处理。结果表明,在ORR的电催化试验中,由于Zn-N的存在,ZnO@Zn-N-C电极的起始电位为0.93 V_(RHE),明显高于商业Pt/C(E_0=0.92 V_(RHE)),说明制备的复合材料ZnO@Zn-N-C具有很好的ORR催化活性。(本文来源于《石河子大学》期刊2019-06-01）
李平[10]（2019）在《双杂原子掺杂碳基非贵金属催化剂的制备及其在氧还原反应中的应用》一文中研究指出氧还原反应(ORR)是金属-空气电池、燃料电池等能量转换装置中的重要反应之一。然而,该反应动力学反应过程缓慢,反应过程也很复杂,因此需要合适的催化剂来提高反应速率和效率。当前用于催化ORR反应的催化剂主要是贵金属Pt,但是其储量少,价格高,限制了金属空气电池和燃料电池的大规模应用,所以寻找催化性能优异且价格低廉的催化剂成为研究热点。本论文主要包括以下内容:(1)以植酸和醋酸铁形成的金属胶为前驱体,然后进行高温碳化,最后通过氨气作为氮源进行氮掺杂得到了优异的ORR催化剂(Fe-N-C/Fe_(100-x-y-z)P_xO_yN_z/NPC)。Fe-N-C/Fe_(100-x-y-z)P_xO_yN_z/NPC由多种活性成分组成如NPC,铁基多孔空心球和磷酸基团。在碱性介质中,Fe-N-C/Fe_(100-x-y-z)P_xO_yN_z/NPC表现出优于Pt/C的催化性能,其半波电势达到0.86V。同时将Fe-N-C/Fe_(100-x-y-z)P_x O_yN_z/NPC应用于锌空气电池,其能量密度高达675 Wh kg_(Zn)~(-1)。Fe-N-C/Fe_(100-x-y-z)P_x O_yN_z/NPC优异的催化活性得益于NPC、Fe-N-C、铁基多孔空心球和磷酸基团的协同作用,从而提高了催化剂的催化性能。(2)通过对铷植酸凝胶高温退火,合成了一种新型的高活性球状纳米碳ORR电催化剂(PON/C-"Rb")。催化剂由表面经PO_4~-基团修饰的N,P掺杂的球状纳米碳组成,Rb含量极低(0.005 wt%)。在退火过程中RbCl抑制了碳材料的团聚,形成了球状纳米碳。由于PON/C-“Rb”上存在更多的边缘、缺陷和PO_4~-基团,因此制备的PON/C-“Rb”电催化剂表现出优异的ORR催化活性,其半波电位为0.87 V,高于商业Pt/C催化剂。同时将PON/C-“Rb”应用于锌空气电池,其比容量和能量密度分别为705 mAh g_(Zn)~(-1)和860 Wh Kg_(Zn)~(-1)。(3)以单宁酸为碳源,磷酸氢二钠为磷源,氯化亚铁为铁源采用一锅热解的方法,成功地合成了一种由FeP_x纳米颗粒和Fe-N-C基团负载在N,P共掺杂的碳(NPC)上的叁功能电催化剂。FeP_x/Fe-N-C/NPC催化剂中各组分的协同作用,使其对氧还原反应(ORR)、析氧反应(OER)和析氢反应(HER)均具有较高的催化活性和良好的耐久性。将FeP_x/Fe-N-C/NPC应用于锌空气电池表现出性能优于以Pt/C-IrO_2制备的电池。同时,将催化剂应用于水的电解,其表现出的催化性能优于贵金属IrO_2-Pt/C。(本文来源于《青岛科技大学》期刊2019-06-01）
氧还原反应论文开题报告
（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：
有效的提高利用效率,降低浪费是能源利用面临的重要问题。质子交换膜燃料电池(PEMFC)能将燃料中的化学能直接转化成电能,其转化效率高达70%,且过程中不会产生氮、硫等的有毒气体。是目前提高能源利用效率的有效途径。催化电极是决定PEMFC转化效率关键因素,目前,工业生产中大多数采用Pt/C作为催化电极材料。研究者们已经解决了Pt/C催化电极的CO中毒等诸多问题[1],并通过过渡金属的加入,大幅提高Pt/C电极的催化活性[2]。近年来,研究人员通过掺杂与去合金方法获得多孔状的Pt/C电极,大大增加反应过程中的接触面积,有效的提高了电极催化效率。但催化电极循环稳定性的进一步提高仍然是亟待解决的关键问题。金属Ti具有良好的抗腐蚀性能,相关报道表明,Ti的掺杂不仅能够提高电极催化效[3],还能有效的提高催化电极的循环稳定性。理论上预测,多孔状的Pt-Ti/C结构合金将成为更有潜力的催化电极材料。本研究首先利用自组装的方法在碳纸上平铺一层PS微球作为基底,再采用超高真空磁控溅射共溅技术,一步合成Pt-Ti-Mg叁元合金,再用HCL和甲苯处理,获得多孔状的Pt-Ti/C结构合金电极。扫描电镜测试结果显示,利用这种方法获得了互交联的叁维网状结构Pt-Ti/C电极,这种结构极大限度的增加其反应接触面积,预计在其氧还原性能的测试中,能够表现出良好的质量比活性和面积比活性,且催化电极循环稳定性也能得到提高。
（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。
氧还原反应论文参考文献
[1].赵经纬,蔡园满,易秘,梅泽峰.低温燃料电池阴极氧还原反应催化剂研究进展[J].江西化工.2019
[2].刘广权,彭丽萍,曹林洪,吴卫东.用于氧还原反应的高耐久活性叁元Pt-Ti-Mg薄膜电催化剂[C].TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集.2019
[3].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
[4].马俊红,徐朝权,石旻慧,姚智子.铁氮共掺杂碳纤维基复合碳材料的制备及其氧还原反应催化性能研究[J].新疆大学学报(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].孙建平,王凡嵩,栾晓玮,胡艺凡,韦慧兰.不同掺杂石墨烯电极对氧还原反应的催化对比研究[J].化工管理.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].王春玲,刘肖杰.用于高效的氧还原反应MoF衍生的Co-N-C复合材料[J].人工晶体学报.2019
[9].胡立兵.生物质碳基复合材料的制备及其催化氧还原反应性能研究[D].石河子大学.2019
[10].李平.双杂原子掺杂碳基非贵金属催化剂的制备及其在氧还原反应中的应用[D].青岛科技大学.2019
论文知识图
