电化学氧还原的理论基础和应用技术PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 氧还原反应概述 1

1.2 氧还原反应的动力学机制 1

1.2.1 质子交换膜燃料电池的工作原理 3

1.2.2 质子交换膜燃料电池的动力学过程 3

第二章 氧还原反应机理 7

2.1 氧还原反应机理概述 7

2.2 二电子与四电子还原反应机理 12

2.2.1 氧还原起始步骤 14

2.2.2 氧还原反应控制因素 15

第三章 氧还原反应测试 19

3.1 氧还原反应机理及测试手段 19

3.1.1 氧还原反应机理 19

3.1.2 氧还原反应测试手段 21

3.2 电化学氧还原反应的研究方法 22

3.2.1 循环伏安法 22

3.2.2 旋转圆（环）盘电极 24

3.3 氧的电化学还原反应测试 29

3.3.1 参比电极 30

3.3.2 工作电极 34

3.3.3 电解质浓度对Pt/C催化剂氧还原性能测量的影响 36

3.3.4 电极成膜技术 40

3.4 氧还原反应测试注意事项 46

3.5 氧的电化学还原曲线分析 50

3.5.1 氧的电化学还原曲线概述 50

3.5.2 质量活性与比活性 52

3.6 电化学比表面积测定 56

3.6.1 常用电化学比表面积测定方法概述 56

3.6.2 氢吸附区的积分电量 57

第四章 催化氧还原材料 62

4.1 催化剂载体材料 62

4.1.1 碳载体材料 62

4.1.2 非碳载体材料 70

4.2 Pt基催化剂 72

4.2.1 Pt原子团簇 73

4.2.2 Pt基合金ORR催化剂 76

4.2.3 Pt基纳米结构ORR催化剂 81

4.2.4 M@Pt核壳结构ORR电催化剂 86

4.3 Pt－助催化剂体系 90

4.3.1 过渡金属氧化物ORR助催化剂 91

4.3.2 过渡金属碳化物ORR助催化剂 91

4.3.3 石墨烯和掺杂石墨烯ORR助催化剂 93

4.4 非Pt基催化剂 94

4.4.1 Pd基ORR催化剂 95

4.4.2 其他非Pt贵金属基ORR催化剂 106

4.4.3 其他非贵金属基ORR催化剂 108

4.5 非金属催化剂 118

4.5.1 掺杂碳纳米管 119

4.5.2 硼掺杂碳纳米管 125

4.5.3 掺杂石墨烯 126

4.5.4 氮掺杂石墨烯 127

4.5.5 其他杂质原子掺杂石墨烯 129

4.5.6 共掺杂石墨烯 131

4.5.7 其他掺杂碳材料 132

第五章 催化剂的制备技术 138

5.1 实验室常用制备技术 138

5.1.1 浸渍法 138

5.1.2 水热与溶剂热法 140

5.1.3 溶胶－凝胶法 141

5.2 多元金属催化剂的制备方法 143

5.2.1 共还原法 143

5.2.2 晶种生长法 144

5.3 物理技术制备与辅助 146

5.3.1 溅射法 146

5.3.2 超声化学法 147

5.3.3 微波法 149

5.4 催化剂的后期处理和活化 149

5.4.1 腐蚀 150

5.4.2 去合金化 151

5.4.3 组分重组 151

5.4.4 表面净化 152

5.4.5 电化学活化 153

5.5 催化剂批量制备实例和探讨 153

5.5.1 增加反应的容量 154

5.5.2 固相还原法 155

5.5.3 液滴反应器连续合成 155

5.5.4 绿色合成 157

第六章 氧还原催化剂的应用 158

6.1 燃料电池 158

6.1.1 起峰电位 158

6.1.2 半波电位 163

6.1.3 极限电流 166

6.2 金属－空气电池 172

6.2.1 金属－空气电池概述 172

6.2.2 金属－空气电池分类 174

6.3 二次锂－空气电池 184

6.3.1 二次锂－空气电池概述 184

6.3.2 二次锂－空气电池氧还原电催化过程 185

6.3.3 二次锂－空气电池氧还原电催化剂分类 187

6.3.4 二次锂－空气电池氧还原电催化剂展望 192

参考文献 193