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《電沉積法制備鉑_石墨烯燃料電池催化劑的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文電沉積法制備鉑/石墨烯燃料電池催化劑的研究ELECTRODEPOSITIONPREPARATIONOFPt/GRAPHENEASFUELCELLCATALYSTS宋海林哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：TQ426.6學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：661.1密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文電沉積法制備鉑/石墨烯燃料電池催化劑的研究碩士研究生：宋海林導(dǎo)師：楊培霞副教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：化學(xué)工程與技術(shù)所在單位：化工學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:T
2、Q426.6U.D.C:661.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringElectrodepositionPreparationofPt/GrapheneAsFuelCellCatalystsCandidate：HailinSongSupervisor：AssociateProf.PeixiaYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringandTechnologyAff
3、iliation：SchoolofChemicalEngineeringandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要燃料電池作為一種綠色高效的新型能源系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，但是催化劑價格較高，阻礙了其商業(yè)化。為了降低成本，本文首先制備大片層分散性良好的石墨烯，然后采用電沉積的方式在氯鉑酸體系中沉積制備鉑/石墨烯復(fù)合材料用作燃料電池催化劑。本文采用恒電
4、勢沉積和脈沖沉積方法將鉑顆粒沉積到石墨烯片層上，制備高效低鉑載量的燃料電池催化劑，并對其性能進行研究。首先在采用改性Hummers法制備氧化石墨時添加高溫反應(yīng)處理，有利于將石墨完全氧化為氧化石墨；研究了氧化劑KMnO4用量的影響，當(dāng)球形石墨與KMnO4質(zhì)量比為1:4時，石墨氧化程度較高，然后經(jīng)過超聲處理得到的石墨烯片層尺寸較大，剝離更加徹底。采用循環(huán)伏安法研究了Pt的電沉積過程，發(fā)現(xiàn)四價離子的反應(yīng)分兩步進行，四價鉑離子還原到二價鉑離子反應(yīng)速度快，對應(yīng)還原電流大，第二步二價鉑離子還原成鉑原子發(fā)生在0.1V左右，對應(yīng)的還原電流小
5、。研究了恒電勢、脈沖電沉積鉑，初步探索了將石墨烯分散在鍍液中進行復(fù)合電沉積，考察了沉積工藝參數(shù)對沉積鉑顆粒形貌以及催化性能的影響。在恒電勢沉積條件下，發(fā)現(xiàn)氯鉑酸濃度為4mML-1，沉積電勢為-0.3V，沉積時間為80s時沉積得到的鉑顆粒，催化性能較高，形貌尺寸較好，顆粒尺寸在100nm左右。在脈沖電沉積條件下，在頻率為500Hz，占空比為20%，峰值電流為80mA，溫度為40℃時制備的鉑顆粒，尺寸較小，約為90nm左右，分散均勻，催化劑的催化性能和穩(wěn)定性較高。與恒電勢沉積相比，通過調(diào)整脈沖電沉積參數(shù)，可以減少貴金屬的用量，并
6、能更充分利用石墨烯巨大的比表面積。在復(fù)合沉積過程中，討論了石墨烯用量的影響，得出石墨烯濃度為2mg/ml時，得到的催化劑性能較好。循環(huán)伏安測試以及穩(wěn)定性測試表明，制備的鉑/石墨烯催化劑具有較高的催化性能和穩(wěn)定性。在復(fù)合沉積過程中，得到的催化劑具有一定的催化能力，而且催化性能可能更好，但是催化劑的穩(wěn)定性較差，還需要進一步研究。以上表明石墨烯載鉑材料用作燃料電池催化劑具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：鉑；石墨烯；載體；催化劑；電沉積-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThefuelcellasagreenenergye
7、fficientnewsystemhasbroadapplicationprospects,butthehighercatalystpricehindereditscommercialization.Inordertoreducetheprice,largelayergraphenewelldispersedwaspreparedbyHummersmethodwhichtookhigh-temperatureprocessingintoaccountinthisstudy.ThenPt/grapnenecompositewa
8、spreparedbyelectrodepositoninasimpleplattingbathsystem.Inthispaper,theconstantpotentialdepositionmethodandpulseddepositionofplatinumparticleswere
