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《西北师范大学》 2016年
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生物质碳资料的制备及其电化学功用研讨

王刚  
【摘要】:地球上的动力能够被转化、贮存或以不同的办法被运用。动力资源能够划分为两种:榜首种,不行再生资源(例如原油、煤炭、天然气等);第二种,可再生资源(风能、太阳能、生物能和潮汐能等)。跟着全球工业化的迅速开展,很多的石油、煤炭等不行再生资源不断被耗费,形成资源的缺少,随之而来的便是很多的SO2、CO2等有害气体的排放导致的环境污染。因而咱们有必要寻觅一种新的清洁动力来削减或许替代不行再生资源的耗费。近年来,生物质以其原资料广泛、可循环性和低本钱引起了许多科学工作者的重视。运用生物质为原资料组成生物质碳资料,不光能够减轻抛弃生物质形成的环境污染,并且能够大大的节省本钱。因为生物质碳资料具有特别的孔径结构和很大的比外表积,因而能够广泛地使用于电化学范畴。本论文主要以生物质为氮源和炭源,经过碳化及后处理组成了含氮的碳资料,并使用于氧复原反响(ORR)的电极资料,对其结构和功用进行了评论。论文由以下三部分组成:榜首部分碳化玉米秸秆制备氧复原催化剂将抛弃玉米秸秆顺次经过碳化、酸处理、加铁和二次碳化(终究将铁除掉)处理,制得了生物质碳资料催化剂CCS,运用拉曼光谱(Raman),X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X-射线光电子能谱(XPS),N2吸脱附试验(BET)和电化学技能(CV,LSV)等对其结构和功用进行了表征。经过比较发现,所制得的催化剂CSS在KOH碱性溶液中,半波电位和开始电位都优于商业碳粉XC-72,而与20%Pt/C催化剂附近,且稳定性较好,因而能够作为氧复原催化剂运用。第二部分碳化猪毛制备氧复原催化剂用类似的办法处理猪毛,终究制得氧复原催化剂CPH,将该催化剂进行一系列的物理表征和电化学剖析,结果标明:在碱性介质中CPH的半波电位和开始电位都优于XC-72商业碳粉,与20%Pt/C催化剂比较,CPH催化剂有杰出的电催化活性,开始电位正移30mV,半波电位仅相差10 mV,并且具有杰出的稳定性。第三部分碳化羊粪来制备氧复原催化剂以羊粪作为氮源和碳源,用类似的办法处理,终究制得氧复原催化剂CSD,对其结构和组成进行了表征,并考察了作为氧复原电催化剂的功用。结果标明:CSD催化剂开始电位和半波电位与商业碳粉XC-72比较,别离正移了103mV和128 mV,与20%Pt/C催化剂比较别离正移了20 mV和16mV,标明CSD催化剂在碱性环境中具有很好的ORR电催化活性。一起对氧复原动力学进程进行了研讨,发现,CSD催化的氧复原是一个4电子参加的一级动力学进程。
【学位颁发单位】:西北师范大学
【学位等级】:硕士
【学位颁发年份】:2016
【分类号】:O613.71;O643.36

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