摘要5-7
Abstract7-10
目录10-14
Contents14-18
第一章 绪论18-38
1.1 前言18-19
1.2 直接甲醇燃料电池工作原理及国内外探讨进展19-21
1.3 DMFCs 阴极催化剂探讨进展21-36
1.3.1 阴极氧还原反应机理21-24
1.3.2 DMFCs 阴极催化剂系统24-28
1.3.3 含氮碳载非金属催化剂氧还原性能的主要影响因素28-36
1.4 本论文的探讨目的、作用和内容36-38
1.4.1 探讨目的和作用36
1.4.2 探讨内容36-38
第二章 实验部分38-46
2.1 实验试剂、材料及仪器38-40
2.1.1 主要实验试剂与材料38-39
2.1.2 主要实验仪器39-40
2.2 催化剂的制备40-41
2.2.1 三聚氰胺甲醛凝胶及负载钴催化剂的制备40
2.2.2 三聚氰胺甲醛树脂预聚体制备非贵金属氧还原催化剂40
2.2.3 三聚氰胺甲醛树脂制备非贵金属氧还原催化剂40-41
2.3 催化剂的物理表征41-42
2.3.1 X 射线衍射浅析41
2.3.2 热重浅析41
2.3.3 红外光谱浅析41
2.3.4 孔结构测试41-42
2.3.5 扫描电子显微镜测试42
2.3.6 透射电子显微镜测试42
2.3.7 元素浅析42
2.3.8 X 射线光电子能谱浅析42
2.4 非贵金属氧还原催化剂的活性测试42-43
2.4.1 旋转圆盘电极测试43
2.4.2 旋转环盘电极测试43
2.4.3 电化学交流阻抗谱测试43
2.5 DMFC 单电池的组装与测试43-46
2.5.1 膜电极制备的工艺流程图43-44
2.5.2 Nafion 膜的预处理44
2.5.3 气体扩散层的制备44-45
2.5.4 催化层的制备45
2.5.5 膜电极制备45
2.5.6 DMFCs 单电池极化曲线测试45-46
第三章 不同含氮前驱体对非贵金属催化剂性能的影响46-60
3.1 引言46
3.2 实验部分46-48
3.2.1 三聚氰胺甲醛凝胶制备含氮碳载 Co 催化剂46-47
3.2.2 三聚氰胺甲醛树脂预聚体制备含氮碳载 Co 催化剂47-48
3.2.3 三聚氰胺甲醛树脂制备含氮碳载 Co 催化剂48
3.3 不同含氮前驱体对催化剂结构的影响48-54
3.3.1 热重浅析48-49
3.3.2 X 射线衍射测试49-50
3.3.3 元素浅析50
3.3.4 孔结构测试50-52
3.3.5 扫描电镜测试52-54
3.4 不同含氮前驱体对催化剂氧还原性能的影响54-59
3.4.1 旋转圆盘电极测试54-58
3.4.2 DMFCs 单电池测试58-59
3.5 本章小结59-60
第四章 含氮碳载钴氧还原催化剂的制备与性能探讨60-88
4.1 引言60
4.2 实验部分60-61
4.2.1 不同热处理温度下制备 CoNC 催化剂60
4.2.2 不同钴含量制备 CoNC 催化剂60-61
4.3 热处理温度对含氮碳载钴氧还原催化剂性能的影响61-76
4.3.1 热重-红外光谱联用浅析61-63
4.3.2 元素浅析63-64
4.3.3 孔结构浅析64-65
4.3.4 电子显微镜测试65-67
4.3.5 X 射线衍射浅析67-69
4.3.6 X 射线光电子能谱测试69-71
4.3.7 旋转圆盘/环盘电极测试71-75
4.3.8 DMFCs 单电池性能测试75-76
4.4 钴含量对含氮碳载钴催化剂氧还原活性的影响76-86
4.4.1 元素浅析76-77
4.4.2 孔结构浅析77-79
4.4.3 X 射线衍射浅析79-80
4.4.4 电子显微镜测试80-81
4.4.5 旋转圆盘/环盘电极测试81-85
4.4.6 DMFCs 单电池性能测试85-86
4.5 CoNC 催化剂氧还原反应机理浅析86
4.6 本章小结86-88
第五章 含氮碳载铁氧还原催化剂的制备与性能探讨88-116
5.1 引言88
5.2 实验部分88-89
5.2.1 不同热处理温度下制备 FeNC 催化剂88
5.2.2 不同铁含量制备 FeNC 催化剂88-89
5.3 热处理温度对含氮碳载铁氧还原催化剂性能的影响89-105
5.3.1 热重-红外光谱联用浅析89-91
5.3.2 元素浅析91
5.3.3 孔结构浅析91-93
5.3.4 X 射线衍射浅析93
5.3.5 电子显微镜测试93-95
5.3.6 X 射线光电子能谱测试95-97
5.3.7 旋转圆盘电极测试及 Tafel 曲线浅析97-102
5.3.8 电化学交流阻抗谱浅析102-104
5.3.9 DMFCs 单电池性能测试104-105
5.4 铁含量对含氮碳载铁氧还原催化剂性能的影响105-113
5.4.1 元素浅析105-106
5.4.2 孔结构测试106-107
5.4.3 电子显微镜测试107-109
5.4.4 X 射线衍射浅析109
5.4.5 旋转圆盘电极测试及 Tafel 曲线浅析109-112
5.4.6 DMFCs 单电池性能测试112-113
5.5 FeNC 电催化剂氧还原反应机理浅析113-114
5.6 本章小结114-116
结论116-119