直接乙醇燃料电池和葡萄糖氧化所需阳极催化剂的研究PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 燃料电池概述 1

1.1.1 燃料电池的发展历史 1

1.1.2 燃料电池的特点 2

1.1.3 燃料电池的分类 3

1.1.4 燃料电池（Fuel）与电池（Battery）的区别 4

1.1.5 燃料电池的结构和工作原理 5

1.2 质子交换膜燃料电池（PEMFC） 6

1.2.1 PEMFC的研究现状 6

1.2.2 PEMFC的主要结构 7

1.2.3 PEMFC的优缺点 8

1.3 直接甲醇燃料电池（DMFC）的发展 8

1.3.1 DMFC的研制原因 8

1.3.2 DMFC的结构和工作原理 9

1.3.3 DMFC目前存在的问题及解决方法 10

1.4 直接乙醇燃料电池（DEFC）的发展 12

1.4.1 开发直接乙醇燃料电池的必要性 12

1.4.2 三种PEMFC燃料电池的比较 13

1.4.3 乙醇电催化机理研究 14

1.4.4 催化剂中毒的机理研究 15

1.4.5 DEFC阳极催化剂的研究 15

1.5 DMFC其他替代燃料的研究情况 18

1.6 直接乙醇燃料电池的主要工作方案 20

1.6.1 研究方向 20

1.6.2 研究内容 21

2实验部分 22

2.1 试剂与材料 22

2.2 实验仪器 23

2.3 催化剂的制备 23

2.3.1 Pt/C催化剂的制备 23

2.3.2 Pt－WO3/C催化剂的制备 24

2.3.3 Pt－ZrO2/C催化剂的制备 24

2.4 工作电极的制备 24

2.4.1 光滑Pt电极的制备 24

2.4.2 Pt/C、Pt－WO3/C及Pt－ZrO2/C电极的制备 24

2.4.3 电极表面的活化处理 25

2.5 实验装置及电化学测试方法 25

2.5.1 实验装置 25

2.5.2 电化学测试 25

2.6 催化剂表征 27

3直接乙醇燃料电池阳极催化剂的研究 28

3.1 乙醇在光滑Pt电极上的电氧化 28

3.1.1 不同浓度对乙醇电氧化的影响 28

3.1.2 不同扫速乙醇溶液的循环伏安特性 29

3.1.3 不同温度对乙醇电氧化的影响 29

3.2 乙醇在Pt/C电极上的电氧化 30

3.2.1 不同方法制备的Pt/C催化剂对乙醇电氧化的作用 30

3.2.2 溶液的酸度对乙醇电氧化的影响 32

3.2.3 不同浓度时乙醇溶液的循环伏安特性 32

3.2.4 不同扫速时乙醇溶液的循环伏安特性 34

3.2.5 不同温度时乙醇溶液的循环伏安特性 34

3.3 乙醇和CO在Pt－ZrO2/C电极上的电氧化 35

3.3.1 乙醇在Pt－ZrO2/C电极上的氧化 35

3.3.2 CO在Pt－ZrO2/C电极上的氧化 36

3.4 乙醇和CO在Pt－WO3/C电极上的电氧化 38

3.4.1 乙醇在Pt－WO3/C电极上的氧化 38

3.4.2 酸性溶液中CO在Pt－WO3/C电极上的氧化 40

3.4.3 中性溶液中CO在Pt－WO3/C电极上的氧化 42

3.4.4 乙醇溶液在Pt－WO3/C和Pt/C电极上的计时电流曲线 42

3.4.5 Pt/C、Pt－ZrO2/C和Pt－WO3/C电极对乙醇电氧化的比较 42

3.4.6 CO在Pt/C、Pt－ZrO2/C和Pt－WO3/C电极上的氧化 45

3.5 电极表面活化处理对乙醇电催化氧化的作用 47

3.5.1 Pt/C电极表面活化前后对乙醇的电氧化作用 47

3.5.2 Pt－WO3/C电极表面活化前后对乙醇的电氧化作用 52

3.5.3 Pt－ZrO2/C电极表面活化前后对乙醇的电氧化作用 53

3.6 电极表面活化处理对CO电催化氧化的作用 56

3.6.1 Pt/C电极表面活化前后对CO的电氧化作用 56

3.6.2 Pt－WO3/C电极表面活化前后对CO的电氧化作用 59

3.6.3 Pt－ZrO2/C电极表面活化前后对CO的电氧化作用 62

3.7 催化剂表征 64

3.8 小结 67

4基于氧化铜薄膜的葡萄糖电催化氧化研究 68

4.1 引言 68

4.1.1 葡萄糖氧化反应机理 68

4.1.2 葡萄糖氧化反应催化剂的研究 69

4.2 化学浴沉积制备多孔结构CuO纳米片薄膜及其对葡萄糖的电催化氧化 71

4.2.1 实验部分 71

4.2.2 反应温度对薄膜样品的影响 72

4.2.3 多孔片层结构CuO薄膜电极电催化葡萄糖性能的研究 74

4.2.4 电分析应用 78

4.2.5 小结 80

4.3 中空方形纳米笼结构CuO薄膜及其对葡萄糖的电催化氧化研究 81

4.3.1 实验部分 81

4.3.2 中空方形纳米笼结构CuO薄膜样品的表征 83

4.3.3 中空方形纳米笼结构CuO薄膜电极电催化葡萄糖性能的研究 85

4.3.4 电分析应用 85

4.3.5 小结 89

参考文献 90