【摘 要】
:
氧还原反应(ORR)在燃料电池等能源转化技术中占据重要的地位。但是由于ORR的能量势垒高导致动力学缓慢,限制了其实际的应用。研发高效的ORR催化剂,对促进能源转化技术的发展起
论文部分内容阅读
氧还原反应(ORR)在燃料电池等能源转化技术中占据重要的地位。但是由于ORR的能量势垒高导致动力学缓慢,限制了其实际的应用。研发高效的ORR催化剂,对促进能源转化技术的发展起着关键作用。掺杂铁氮的碳材料(Fe/N/C)在碱性的介质中具备类似于商业Pt/C的电化学活性。此外Fe/N/C具有低廉,制备简单等优点成为能够替代贵金属催化剂的材料。Fe、N的共掺杂可以有效的改善氧的吸脱附,从而提升ORR活性。而利用有序介孔碳作为载体,能够赋予Fe/N/C更大的比表面积,更多的分子、离子传输通道并且能够更好的调控活性位点的分布。杂原子掺杂提高ORR的活性的原因在于能够促使电荷重新排布,促进更高密度的活性位点生成以及多个原子间的协同作用。经研究发现,将两个以上的非金属对碳进行修饰能够产生更佳的ORR活性。相较于N原子,S的原子半径更大,电负性更低,并且也证实了其增强ORR活性的事实。我们基于上述问题和思考,对Fe/N/C材料进行了进一步的开发。首先利用具备大表面积以及大孔容的有序介孔碳CMK-5为载体,使用1,10邻菲罗啉为小分子配位剂和碳氮源,加入铁源,经过热解后无须酸洗便得到了一种ORR性能优于商业Pt/C的催化剂Fe/N@CMK-5。经过电镜(SEM、TEM),比表面积分析(BET),X射线衍射光谱(XRD),X射线光电子能谱(XPS)以及电化学性能的综合分析,证明CMK-5对于活性位点的分散起到了巨大作用,并且赋予材料大的比表面积,氯化锌的使用能够在材料中产生更多的孔隙,能够与配位剂一起限制活性位点的生长,适当的铁掺杂量对于材料的性能起着决定性影响。Fe/N@CMK-5在碱性的介质中能够产生0.88 V的半波电位和5.8 m A cm-2的极限扩散电流密度,并且具备优异的稳定性和耐甲醇性,在ORR过程中经历四电子的反应历程。使用CMK-5直接作为模板使用能够使得活性位点在其内外孔道中都存在。为了更加精确的定位活性物质的位置,我们使用CMK-5/SBA-15作为模板负载材料。在加入小分子配位剂联吡啶,负载铁和硫后经过热解刻蚀的过程得到了一种活性物质限制在CMK-5内孔的催化剂FeNS/CMK-5。经过表征,设计活性位点分布的制备方法使得FeNS/CMK-5的表面积达到1791 m2g-1,大大高于Fe/N@CMK-5。Fe、N、S的协同作用使得FeNS/CMK-5具备与Pt/C相当的电化学活性,半波电位为0.85 V,极限电流密度为到5.8m A cm-2,表现出4电子的反应路径。通过不同方法的稳定性测试,发现FeNS/CMK-5具有良好的稳定性,此外还具备良好的耐甲醇性和优异的过氧化氢产率。
其他文献
黑住真是日本著名的思想史家,东京大学教授,在日本学界是近世日本思想史研究主流的中坚研究者。2004年,黑住真凭借《近世日本社会与儒教》获取了博士学位。在此著作中,作者首次完整地提出了“德川思想史乃复数思想史”这一理论体系,为人们正确认识德川思想世界,提供了求真的事实还原视角和科学的方法论原则。其目的是追溯现代日本人所陌生的“儒教”,让人们重新认识这一已经脱离现实的学问体系。全书共分为三部分。第一部
本文以呼伦贝尔黄花苜蓿为研究材料,根据本项目组前期耐牧性状转录组测序差异表达基因的序列信息,设计特异引物,利用PCR技术克隆得到黄花苜蓿β-氨基己糖苷酶基因,对该基因进行了序列特征分析,并采用RT-PCR技术研究了该基因的表达特征,利用农杆菌介导法将其转化烟草,为进一步研究该基因的功能特征奠定基础,研究结果如下:1、克隆得到1个黄花苜蓿β-氨基己糖苷酶基因Mfβ-Hex1,该基因cDNA全长786
证券交易所是资本市场的重要基础设施,也是证券市场的一线监管者,有权对会员、上市公司、投资者做出相应纪律处分。但我国的证券交易所纪律处分始终存在着性质不明确、尺度不一致、效果不显著的问题,有“运动式执法”之嫌。为了解决以上诸多不合理之处,明晰证券交易所纪律处分的法律定位实有必要。本文以此为切入点,从理论构建、惩处边界、现存问题和改善建议四个角度出发,为正确定位证券交易所纪律处分提供了相关思路。第一章
重力坝的失稳风险分析在重力坝设计中具有十分重要的地位,随着重力坝的设计规范和施工技术长期的完善,当前重力坝的破坏风险研究已经聚焦于存在诸多不确定性因素的坝基深层抗
李贽(1527-1602)是一位“早期启蒙思想家”。他以其独特的视角,批判宋明理学和专制思想中的不平等、不自由观念,试图唤醒人心中的“真”思想和“真”精神,以发掘平等、自由思想对个人与社会之价值,对后世思维解放起到了极大的启蒙作用。李贽鞭挞宋明理学家的虚伪和丑恶,揭露专制统治对人自由本质的压抑。他批判儒学中存在的不平等观念,以人的“智”“识”天赋为根据,主张“天下无不能之人”。他大胆宣扬“私欲”,
多环芳烃(PAHs)在环境中广泛存在,可以通过呼吸、饮食和皮肤接触进入人体。它是最早发现且数量最多的致癌物,具致癌、致畸、致突变特点。流行病学研究表明,癌症发病率与PAHs
随着全球经济一体化的持续发展和中国对外开放的不断深入,我国的贸易开放度和外资引入程度获得了长足的发展。据国家统计局公布的数据,2000年,全国货物进出口总额为39273.25亿元,实际利用外资金额为593.56亿美元;到了2017年,全国货物进出口总额上升至278101.00亿元,实际利用外资金额上升至1310.35亿美元。17年间,我国的货物进出口总额增长了6.08倍,实际利用外资金额增长了 1
眼部疾病是全世界所面临的共同困扰,随着电子信息社会发展,眼部疾病的患病人数日益增加,其中,近视、远视等眼部屈光不正的发病率极高。屈光不正的快速、准确识别及抑制是当下研究的热点。电脑验光仪的出现让屈光不正的识别更加便捷,然而由于其机械结构复杂,对被检测患者的配合度要求较高,导致其诊断结果并不稳定;检影法作为客观验光方法,有着较高可靠性、准确性,临床可信度高。然而由于检影法理论较复杂、验光师要完全掌握
目的利用超声生物显微镜(UBM)和A型超声定量测定眼前节生物学参数,比较这些参数在急性原发性闭角型青光眼(APACG)发作眼、临床前期眼和慢性原发性闭角型青光眼(CPACG)的差异。方法本文采用回顾性系列病例研究方法,选取2018年12月至2019年6月收治入院的30例(30只眼)单侧APAC(G)患者,29例(29只眼)APAC(G)临床前期眼和38例(38只眼)单侧CPAC(G)患者。调取每个
为研究川东北丘陵稻区不同种植密度对夏直播杂交稻生长和产量的影响,以32个杂交稻品种为材料进行了田间试验。试验设5种田间密度(直播稻苗3叶期单位面积的留苗株数)处理,即T_1-7000株/667㎡、T_2-10500株/667㎡、T_3-14000株/667㎡、T_4-17500株/667㎡和T_5-21000株/667㎡,对参试水稻品种在不同留苗密度处理下的生长发育、经济性状和产量水平等方面进行了