【摘 要】
：
提升阴极氧还原反应性能是提高燃料电池使用效率的关键。目前使用的贵金属铂成本高、自然储备量低,使燃料电池的推广应用受到阻碍。因此,研究开发高效低廉的碳基催化剂材料来替代贵金属显得十分重要。本论文以叶片形貌的Zn-ZIF-L材料为前驱体,制备出碳纳米管包覆的氮掺杂片状多孔碳和铁-酞菁包覆的氮掺杂多孔石墨烯催化剂材料;并研究了催化剂材料结构、组分与其电催化性能之间的构效关系。主要的工作内容如下所示:（1
论文部分内容阅读
提升阴极氧还原反应性能是提高燃料电池使用效率的关键。目前使用的贵金属铂成本高、自然储备量低,使燃料电池的推广应用受到阻碍。因此,研究开发高效低廉的碳基催化剂材料来替代贵金属显得十分重要。本论文以叶片形貌的Zn-ZIF-L材料为前驱体,制备出碳纳米管包覆的氮掺杂片状多孔碳和铁-酞菁包覆的氮掺杂多孔石墨烯催化剂材料;并研究了催化剂材料结构、组分与其电催化性能之间的构效关系。主要的工作内容如下所示:（1）利用双溶剂法向Zn-ZIF-L中引入铁源,制备出具有完整叶片形貌的Fe-ZIF-L。以Fe-ZIF-L和双氰胺为前驱体,在不同碳化温度条件下,利用气相沉积法制备出一系列碳纳米管包覆的氮掺杂多孔碳材料（Fe-L-CNT-x,x代表热解温度）。该系列材料具有片状形貌、多级孔结构和丰富的铁基活性位点（铁纳米粒子、碳化铁）,碳纳米管进一步增强了材料的导电性,使得该材料表现出优异的电催化氧还原性能。其中Fe7%-L-CNT-900具有最大的比表面积、丰富的微介孔结构、较高的石墨化程度、适中的杂原子掺杂（氮:7.23 atom%,铁:8.08 atom%）,表现出最佳的氧还原性能,起始电位和半波电位分别可达1.040 V和0.88 V。（2）以Zn-ZIF-L为前驱体,通过熔融盐热剥离法制备出超薄的氮掺杂多孔石墨烯碳材料,与直接热解Zn-ZIF-L得到的碳材料相比,通过熔融盐热剥离法得到的石墨烯碳（GNS）的比表面积由682.7 m2 g-1增大至1402.4 m2 g-1。以高比表面积的GNS为碳载体,进一步负载具有氧还原活性的铁-酞菁（Fe Pc）小分子,制备出一系列铁-酞菁包覆的氮掺杂多孔石墨烯复合材料。当负载的FePc与GNS的质量比为0.25时,制备得到的Fe-GNS-0.25在碱性电解液中显示出优于Pt/C的电催化氧还原性能。在经过5000圈循环稳定性测试后,Fe-GNS-0.25的半波电位仅负移了12 mV,而Pt/C的半波电位负移了20 mV,因而Fe-GNS-0.25比Pt/C表现出更高的稳定性。
其他文献
锡膏印刷是SMT（Surface Mount Technology）表面贴装生产线首道工序,对SMT生产线产出质量影响大。印刷系统性能随生产数量增加会逐渐退化,钢网清洗是改善印刷性能和保证印刷质量的必要措施。但频繁的钢网清洗会造成大量生产中断,影响SMT生产效率。因此,有必要对锡膏印刷过程钢网清洗决策问题开展深入研究。论文结合国家智能制造专项“移动终端主板智能制造新模式”课题,以SMT生产线锡膏印
上世纪末以来,具有高比热、无污染的特性的氢气（H2）被公认为能源市场最有颠覆性的能源。蒸汽甲烷重整（SMR）结合水煤气变换（WGS）反应仍然是生产氢气的主要方法,两种方法都不可避免地引入了二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）。为了获得纯净的氢气,CO2和CH4的分离变得尤为重要。与一般的分离技术（例如变压吸附或低温分离）相比,多孔膜有望使之从高能耗工艺变为更可持续的绿色工艺。由于其具有合理控制的孔径
随着全球工业化的不断发展,对传统化石能源材料的严重依赖以及过度开采所带来的环境污染问题日益凸显,能够直接利用自然界中的光能转化为化学能降解有机污染物的光催化技术成为当前研究热点领域之一。在诸多半导体催化材料中,TiO2与Ag/AgCl是当前研究中应用最广泛的紫外光区响应和可见光区响应的光催化半导体材料。目前光催化材料普遍存在太阳光利用率不足、表观量子产不高以及稳定性能不佳等问题,本文通过胶体合成法
近年来,使用数值模拟,统计学,人工智能和地理信息系统等方法对太阳辐射进行建模已取得了重大进展。但是许多太阳辐射模型需要许多根据经验确定的参数,并结合在许多领域无法广泛使用的测量工具。本文提出了一种基于无人机获取的2D与3D数据估算太阳能潜力的方法。在这项研究中,本文使用摄影测量方法来计算哀牢山区多个研究地点的数字表面模型（DSM）和3D点云,基于机器学习的点云分类提取了建筑物的边界和屋顶模型。根据
昭通市位于滇东北地区,海拔高,坡度大,由于其环境脆弱性、生态敏感性问题,城镇化发展一直囿于低谷。同时,其城镇化发展带来的经济发展粗放,资源利用效率低,创新能力不足等问题对生态环境又造成了进一步的损伤,因此探究昭通市城镇化过程中的生态安全格局,对昭通市城镇化过程中的生态问题进行评估和保护十分必要。通过对生态问题的逐步厘定,能够探究城镇化与生态安全之间的平衡关系,使两者相辅相成,共同推动城镇化的可持续
多环芳烃（,PAHs）是一类广泛存在于自然界中的有机污染物,由于其具有致癌、致畸、致突变的三致效应以及生物富集特征,能够对人类和生态环境的健康造成一定的威胁。河口地区是人类活动较为密集的地区,也是海陆交互的典型区域,既接纳了来自上游河流传输的污染物,又是下游河口城市污染物排放重要的“汇”,其复杂的水动力条件以及环境因子在河口形成天然的理化性质梯度使得污染物在河口有其独特的赋存特征,同时也是各种微生
土壤中蕴含着庞大的微生物数量和丰富的微生物类群,驱动着各尺度上关键元素的生物地球化学循环。土壤微生物群落极高的多样性在很大程度上归因于微观尺度上土壤生境的复杂性与异质性。随着气候变暖和中低纬地区降水减少,亚热带森林在未来很可能面临更为严峻的干旱气候,这将对土壤微生物产生深刻影响,与之相关的生态系统功能和服务也将受到波及。尽管过去已在宏观尺度上对土壤微生物群落结构及其构建机制开展了近二十年的研究,然
近年来,工业、农业等行业的发展引发了严重的水污染问题,在排放的污水中存在的大量的有机物、重金属等有害物质,已经威胁到了人类的生命健康和生存环境,因此发展有效的水处理技术是解决水污染问题的主要途径之一,以保证环境安全。光催化技术因其具有低能耗、无二次污染、易操作等优势,在水处理领域被广泛应用。在众多光催化剂中,Cd S以其较窄的禁带宽度和可见光内响应的特性而脱颖而出,具有较高的光能转化效率。然而,C
随着移动设备的不断普及和增加,以及其自身计算能力和存储能力的提升,当今社会对于数据安全、数据隐私保护问题的关注度也逐渐提高,从数据隐私保护领域中应运而生的联邦学习也备受重视。作为分布式机器学习的一种方法,联邦学习要求原始隐私数据在本地客户端存储和计算而不再将原始数据直接上传至不受信任的中心服务器,这种方法能够显著地保护用户隐私免遭外部敌手的攻击。尽管如此,通过分析客户端上传模型参数的差异,例如在深
近场声全息是一种十分有效的噪声源定位及声场可视化技术。等效源近场声全息因不受限于声源形状且数学模型的建立及其传递矩阵的构造简单,近年来得到了广泛的应用。由于倏逝波随全息距离的增加呈指数倍衰减,经典的等效源近场声全息方法适用于近场测量,且上限频率受限于麦克风的平均间距。鉴于此,本文提出一种新型正则化参数选取方法和一种移动等效源网格模型的压缩等效源法近场声全息,旨在提升等效源近场声全息在大全息距离和更