导读:本文包含了氧还原催化剂论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:催化剂,燃料电池,纺丝,金属,磷酸盐,合金,贵金属。
氧还原催化剂论文文献综述
赵经纬,蔡园满,易秘,梅泽峰[1]（2019）在《低温燃料电池阴极氧还原反应催化剂研究进展》一文中研究指出低温燃料电池因其能量转化高效、环境友好等优点在许多方面有广泛的应用,但是其阴极氧还原反应在常温下动力学缓慢的缺点成为限制其在实际中大规模应用的最大障碍。因此,低温燃料电池阴极氧还原反应催化剂的研究是近年来的热点之一。本文综述了贵金属及其合金、碳基材料和过渡金属大环化合物这叁类氧还原催化剂的研究进展,其中贵金属及其合金类价格较贵,过渡金属大环化合物催化稳定性还有待提高,所以目前前景最好的氧还原催化剂为M-N-C(M=Fe,Co)复合催化剂。最后,作者提出开发高效、高稳定性氧还原催化剂最根本的解决之道在于进一步研究催化机理,提高催化剂催化活性位点利用率。(本文来源于《江西化工》期刊2019年06期）
赵挥,翁晨晨,任金涛,葛丽,刘玉萍[2]（2020）在《有机膦酸盐衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料作为高效氧还原电催化剂（英文）》一文中研究指出随着环境污染和能源危机的日益严重,探索高效的非贵金属氧还原电催化剂来替代商业Pt/C迫在眉睫.其中,报道比较多的是具有钴基活性物种和氮掺杂碳的复合材料例如Co-N_x-C, Co_3O_4/GO, Co-N/CNT等,该复合材料具有高导电性、良好的稳定性和优异的催化活性.与其他钴基催化剂相比,磷酸钴由于其成本低廉,对环境友好,多功能的优良特性,已被广泛应用于催化、吸附、分离及储能等领域,在电催化方面也有极大的应用潜力.研究表明,磷酸基团不仅可以充当质子受体,也会诱导局部钴原子的几何结构发生扭曲,从而有利于水分子的吸附并促进析氧反应的发生.此外,磷酸钴也被证实具有一定的氧还原活性.尽管磷酸钴电催化剂的研究已经取得了一定进展,磷酸根有利于质子传输,但是其导电性很差,不利于电荷的转移和传输,使得其电催化活性不高.将磷酸钴和导电碳材料复合是解决问题的有效方法.而且,磷酸钴在碱性溶液中并不稳定,极大限制了其在电催化氧还原中的应用.金属有机膦酸盐是一类包含金属离子和有机膦酸配体的杂化材料,通过简单的焙烧便可以很容易地得到金属无机磷酸盐,并且在焙烧过程中氮掺杂的碳也会原位产生,并包覆在磷酸钴的表面,使得其导电性和催化活性大大提高.为此,本研究组制备了有机膦酸钴衍生的磷酸钴和氮磷掺杂的石墨烯的复合材料并用于电催化氧还原和析氧反应,所得到的材料导电性和稳定性良好,然而,该催化剂的表观活性与商业Pt/C相比仍有较大差距,且使用有机膦酸钴作为前驱体对活性的影响也不甚清楚.因此,本文采用含氮的有机膦酸配体乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)为磷源制备了氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料(CoPiC-N/CNT-3),其催化活性和稳定性良好,并进一步探讨了各种不同因素对电催化活性的影响.XRD和TEM结果表明,用这种方法得到的磷酸钴(CoPiC)为Co_2P_2O_7物相,与磷酸二氢钠为磷源制备得到的CoPi相比,CoPiC的表面有石墨化碳层的存在, EDS图谱表明, Co, P, C, N均匀地掺杂到复合材料的骨架结构中.Raman光谱结果表明,石墨化碳层的存在和适量的碳纳米管的引入均可以增强复合材料的石墨化程度并提高了导电性,而氮掺杂导致其缺陷位点增多.XPS结果进一步表明,有机膦酸钴可以作为前驱体可制得氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料.电催化反应测试表明, CoPi C-N/CNT-3的氧还原活性与商业Pt/C相当,其遵循的是4电子的反应路径,而且抗甲醇氧化能力和稳定性均优于Pt/C.原因主要归结于以下几点:(1)磷酸钴颗粒与氧化碳纳米管的协同作用可以显着增强氧还原催化活性,引入的碳纳米管可以克服磷酸钴导电性差的缺陷;(2)磷酸钴在复合材料中分散均匀,使得可以充分利用催化剂的活性位点;(3)氮掺杂可以调变材料的电子结构,从而改善催化活性;(4)石墨化碳层的存在可以改善材料的电子导电性和稳定性,有利于电子转移并可以保护磷酸钴颗粒在催化氧还原反应过程中不被电解液腐蚀.可见,所制有机膦酸衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料有望替代Pt/C催化剂,并推动清洁可再生能源领域的相关研究.(本文来源于《Chinese Journal of Catalysis》期刊2020年02期）
杨子凤,焦芮,张万里,牟鹏,李安[3]（2019）在《燃料电池阴极氧还原非铂类催化剂研究进展》一文中研究指出燃料电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置,具有对环境友好,能量转化率高等优点。目前,燃料电池主要以铂基催化剂为主,但铂价格昂贵,储量有限,易中毒,其商业化应用受到限制,因此开发低廉高效、来源广泛的非贵金属阴极氧还原催化剂成为研究热点。介绍了燃料电池阴极氧还原非铂类催化剂研究进展。(本文来源于《化工新型材料》期刊2019年11期）
魏涛[4]（2019）在《Ruddlesden-Popper双功能催化剂对氧还原/氧析出的本征影响》一文中研究指出Ruddlesden-Popper (RP)基金属氧化物同时兼具高的电子和氧离子电导率,已经被广泛证明可以作为双功能氧催化剂。此工作中,作者认为高浓度的填隙氧和高活性的晶格氧是影响RP系列氧催化能力的关键因素(而不是氧空位)。对于氧催化能力,RP系列显示出与钙钛矿系列对氧空位具有完全不同的需求。在RP系列氧催化剂中,是否存在氧空位不是实现高ORR和OER能力的关键因素。作为替代条件,1)通过实验分析,在RP系列氧催化剂中不存在明显的氧空位;2)在RP晶体岩-盐层间的高浓度填隙氧对氧离子表现出更快的迁移能力;3)在钙钛矿层内的晶格氧对氧气催化能力表现出较高的活性。利用异价离子掺杂技术来论证对RP系列催化剂的上述推断;低价离子掺杂不仅没有引入氧空位,而且抑制了晶格氧活性以及降低了填隙氧浓度;而高价离子掺杂明显的提升了晶格氧活性以及增加了填隙氧浓度。具体的,DFT计算及EPR测试均表明,RP材料内不存在明显的氧空位。RP材料导电性分析与上述离子掺杂作用表现出一致的变化规律。进一步的透氧能力分析、SOFCs、SOECs的测试结果均支撑对RP系列氧催化能力的分析。该项研究工作对探究RP氧催化剂本征影响因素,为设计高性能ORR/OER催化剂提供了参考。(本文来源于《稀土元素镧铈钇应用研究研讨会暨广东省稀土产业技术联盟成立大会摘要集》期刊2019-11-15）
刘广权,彭丽萍,曹林洪,吴卫东[5]（2019）在《用于氧还原反应的高耐久活性叁元Pt-Ti-Mg薄膜电催化剂》一文中研究指出有效的提高利用效率,降低浪费是能源利用面临的重要问题。质子交换膜燃料电池(PEMFC)能将燃料中的化学能直接转化成电能,其转化效率高达70%,且过程中不会产生氮、硫等的有毒气体。是目前提高能源利用效率的有效途径。催化电极是决定PEMFC转化效率关键因素,目前,工业生产中大多数采用Pt/C作为催化电极材料。研究者们已经解决了Pt/C催化电极的CO中毒等诸多问题[1],并通过过渡金属的加入,大幅提高Pt/C电极的催化活性[2]。近年来,研究人员通过掺杂与去合金方法获得多孔状的Pt/C电极,大大增加反应过程中的接触面积,有效的提高了电极催化效率。但催化电极循环稳定性的进一步提高仍然是亟待解决的关键问题。金属Ti具有良好的抗腐蚀性能,相关报道表明,Ti的掺杂不仅能够提高电极催化效[3],还能有效的提高催化电极的循环稳定性。理论上预测,多孔状的Pt-Ti/C结构合金将成为更有潜力的催化电极材料。本研究首先利用自组装的方法在碳纸上平铺一层PS微球作为基底,再采用超高真空磁控溅射共溅技术,一步合成Pt-Ti-Mg叁元合金,再用HCL和甲苯处理,获得多孔状的Pt-Ti/C结构合金电极。扫描电镜测试结果显示,利用这种方法获得了互交联的叁维网状结构Pt-Ti/C电极,这种结构极大限度的增加其反应接触面积,预计在其氧还原性能的测试中,能够表现出良好的质量比活性和面积比活性,且催化电极循环稳定性也能得到提高。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15）
黄金晶,丁辰,杨勇强,刘岗,蔡文斌[6]（2019）在《高效氧气还原催化剂Pt_3Co/C的水相法新合成（英文）》一文中研究指出碳载型Pt-Co合金催化剂是一种针对低温燃料电池最实用的阴极氧还原(ORR)催化剂,因此很有必要发展一种简易、环保的合成方法.目前碳载型Pt-Co合金催化剂的合成方法主要包括有机溶剂热法、多元醇还原法、反向微乳液法、浸渍还原法和水相法.其中,有机溶剂热法虽然能较好地实现含Pt双金属纳米合金催化剂的合成,但该方法所用的有机溶剂和封端剂会引起环境污染,同时Pt(acac)_2和Co(acac)_2前驱体成本较高.多元醇还原法采用乙二醇作为溶剂和还原剂,多元醇溶于水、较易去除是该方法的优点,但该法难以获得制定剂量比的Pt Co合金,且后续需较高温度退火以提高合金度.反向微乳液法能较好地控制颗粒粒径,但金属纳米颗粒组成的均一性较难达成.同时,有机溶剂热法与反向微乳液法均面临去除有机物步骤繁琐且耗时长的问题.浸渍还原法需在H_2气氛下高温煅烧含Pt和Co盐浸渍液的碳黑,虽可形成Pt Co有序化合金结构,但易导致Pt Co纳米颗粒的烧结,限制催化剂的质量比活性.水相合成法采用水作为前驱体和络合剂的唯一溶剂,并基于水溶性还原剂一锅法合成,无需强表面活性剂.虽然水相合成法是一种环境友好、成本低廉的合成方法,但其最大挑战是难以按投料金属比合成分散性良好、粒径较小及合金化程度高的Pt Co纳米颗粒,因此需要进一步的发展.本研究首次报道了以一种非经典的二甲基胺硼烷(DMAB)还原剂为基础的水相一锅法合成碳载型Pt Co催化剂(Pt含量约为20 wt.%)的方法.重点合成了具有最优原子比的Pt_3Co/C-DMAB催化剂,并与采用Na BH_4或N_2H_4·H_2O合成的催化剂Pt_3Co/C-Na BH_4和Pt_3Co/C-N_2H_4·H_2O以及商业化催化剂Pt/C在结构和电催化性能方面进行了对比研究.结果表明,Pt_3Co/C-DMAB在O_2饱和的0.1 mol L~(–1) HCl O_4溶液中表现出最好的电催化ORR性能,质量比活性与面积比活性分别是商业化Pt/C的4倍和6倍.Pt_3Co/C-DMAB在含氧的0.1 mol/L HCl O_4溶液中,在0.60和1.05 V(vs.RHE)区间经历了10000圈的电位扫描后,ORR半波电位仅降低了4 m V,而商业化Pt/C催化剂在该条件下半波电位降低了24 m V.Pt_3Co/C-Na BH_4和Pt_3Co/C-N_2H_4·H_2O虽然在面积比活性上与Pt_3Co/C-DMAB相近,但前二者的质量比活性与商业化Pt/C的相近.ICP-AES、TEM、XRD和XPS等表征方法表明,除了Pt Co合金有利的电子效应外,Pt_3Co/C-DMAB上Pt_3Co纳米粒子良好的分散性、较小的平均粒径(约3.4±0.4 nm)和较高的合金度是该催化剂对ORR表现出色性能的成因.这种环保简便的水相合成法将为开发实用型ORR催化剂提供新途径.(本文来源于《Chinese Journal of Catalysis》期刊2019年12期）
倪保霞,武鲁明,陈睿,史成香,陈铁红[7]（2019）在《掺杂碳封装的Fe/Co基纳米颗粒氧还原催化剂（英文）》一文中研究指出氧还原反应是电化学能量转换和存储装置的重要反应过程,但其反应动力学缓慢,因此开发高效低成本的氧还原催化剂至关重要.目前,包裹过渡金属基纳米颗粒的碳材料因其优异的氧还原催化活性,引起了广泛关注.本文按照金属基纳米颗粒的类别从金属、碳化物、磷化物、氧化物、硫化物以及混合颗粒等六个方面综述了掺杂碳封装的Fe/Co基纳米颗粒氧还原催化剂.催化剂碳基质的结构、纳米颗粒的种类及其分布对催化性能有很大影响,目前这类催化剂在碱性介质中表现出了优异的氧还原活性和稳定性,但在酸性介质中的活性仍需要进一步提高.文章讨论了制备封装型纳米颗粒/碳高效氧还原催化剂过程中存在的挑战,并展望了其发展前景.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年11期）
陈志生,林平东,余培锴,李月婵[8]（2019）在《吡啶氮作为氧还原催化剂的活性位点研究》一文中研究指出采用水热法制备氮掺杂还原氧化石墨烯(NRGO)负载PbO_2纳米复合材料PbO_2/NRGO,并且采用循环扫描伏安法(CV)和i-t曲线检测其氧还原(ORR)电催化性能。研究结果表明,该纳米复合物在碱性条件下具有较好的催化活性。该研究结果说明了对于开发并利用一种非金属类的ORR催化剂来取代铂基催化剂,从而来推进燃料电池的广泛应用是尤为关键的。(本文来源于《闽江学院学报》期刊2019年05期）
钟佳,来庆学,苏齐,唐泽明,严嘉诚[9]（2019）在《静电纺丝辅助后处理合成钴氮共掺杂碳纤维用于氧还原催化剂(英文)》一文中研究指出通过静电纺丝辅助后处理策略开发了Co和N掺杂碳纳米纤维(N-Co@CNFs)的高效ORR催化剂.该方法可以有效提高氮的掺杂水平,优化氮掺杂位的状态,生成高活性的石墨氮主导位点,提高碳纳米纤维骨架的石墨化程度.同时,在一维碳纳米纤维的独特高度开放的骨架上实现高活性的氮掺杂位点和钴基位点合理整合.这种独特的纳米结构使得制备的N-Co@CNF具有优异的电催化活性、四电子选择性和在碱性电解质中的稳定性.(本文来源于《化学研究》期刊2019年03期）
朱春曦,何国强[10]（2019）在《锌-空气电池氧还原催化剂类型与研究进展》一文中研究指出锌-空气电池氧还原催化剂的种类主要分为两类,贵金属催化剂和非贵金属催化剂。催化活性与催化剂制备方法、结构特点相关,因而有不同优点与缺陷。贵金属催化剂活性高但价格昂贵,非贵金属催化剂,如碳材料、过渡金属氧化物、钙钛矿结构氧化物、尖晶石结构氧化物和烧绿石结构氧化物等,它们虽成本低,但催化活性也低。非贵金属催化剂可以进行掺杂改性。目前,锰氧化物催化剂应用较多,其他过渡元素氧化物催化剂研究和应用也有过报道,尖晶石与钙钛矿型催化剂研究有待深入,掺杂碳材料和氮掺杂碳材料催化剂近年来的研究有突破,金属有机框架材料衍生催化剂成本低、制造简易。除催化剂本身外,催化剂载体及电导率也会影响空气电极的性能。(本文来源于《电源技术》期刊2019年09期）
氧还原催化剂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着环境污染和能源危机的日益严重,探索高效的非贵金属氧还原电催化剂来替代商业Pt/C迫在眉睫.其中,报道比较多的是具有钴基活性物种和氮掺杂碳的复合材料例如Co-N_x-C, Co_3O_4/GO, Co-N/CNT等,该复合材料具有高导电性、良好的稳定性和优异的催化活性.与其他钴基催化剂相比,磷酸钴由于其成本低廉,对环境友好,多功能的优良特性,已被广泛应用于催化、吸附、分离及储能等领域,在电催化方面也有极大的应用潜力.研究表明,磷酸基团不仅可以充当质子受体,也会诱导局部钴原子的几何结构发生扭曲,从而有利于水分子的吸附并促进析氧反应的发生.此外,磷酸钴也被证实具有一定的氧还原活性.尽管磷酸钴电催化剂的研究已经取得了一定进展,磷酸根有利于质子传输,但是其导电性很差,不利于电荷的转移和传输,使得其电催化活性不高.将磷酸钴和导电碳材料复合是解决问题的有效方法.而且,磷酸钴在碱性溶液中并不稳定,极大限制了其在电催化氧还原中的应用.金属有机膦酸盐是一类包含金属离子和有机膦酸配体的杂化材料,通过简单的焙烧便可以很容易地得到金属无机磷酸盐,并且在焙烧过程中氮掺杂的碳也会原位产生,并包覆在磷酸钴的表面,使得其导电性和催化活性大大提高.为此,本研究组制备了有机膦酸钴衍生的磷酸钴和氮磷掺杂的石墨烯的复合材料并用于电催化氧还原和析氧反应,所得到的材料导电性和稳定性良好,然而,该催化剂的表观活性与商业Pt/C相比仍有较大差距,且使用有机膦酸钴作为前驱体对活性的影响也不甚清楚.因此,本文采用含氮的有机膦酸配体乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)为磷源制备了氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料(CoPiC-N/CNT-3),其催化活性和稳定性良好,并进一步探讨了各种不同因素对电催化活性的影响.XRD和TEM结果表明,用这种方法得到的磷酸钴(CoPiC)为Co_2P_2O_7物相,与磷酸二氢钠为磷源制备得到的CoPi相比,CoPiC的表面有石墨化碳层的存在, EDS图谱表明, Co, P, C, N均匀地掺杂到复合材料的骨架结构中.Raman光谱结果表明,石墨化碳层的存在和适量的碳纳米管的引入均可以增强复合材料的石墨化程度并提高了导电性,而氮掺杂导致其缺陷位点增多.XPS结果进一步表明,有机膦酸钴可以作为前驱体可制得氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料.电催化反应测试表明, CoPi C-N/CNT-3的氧还原活性与商业Pt/C相当,其遵循的是4电子的反应路径,而且抗甲醇氧化能力和稳定性均优于Pt/C.原因主要归结于以下几点:(1)磷酸钴颗粒与氧化碳纳米管的协同作用可以显着增强氧还原催化活性,引入的碳纳米管可以克服磷酸钴导电性差的缺陷;(2)磷酸钴在复合材料中分散均匀,使得可以充分利用催化剂的活性位点;(3)氮掺杂可以调变材料的电子结构,从而改善催化活性;(4)石墨化碳层的存在可以改善材料的电子导电性和稳定性,有利于电子转移并可以保护磷酸钴颗粒在催化氧还原反应过程中不被电解液腐蚀.可见,所制有机膦酸衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料有望替代Pt/C催化剂,并推动清洁可再生能源领域的相关研究.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
氧还原催化剂论文参考文献
[1].赵经纬,蔡园满,易秘,梅泽峰.低温燃料电池阴极氧还原反应催化剂研究进展[J].江西化工.2019
[2].赵挥,翁晨晨,任金涛,葛丽,刘玉萍.有机膦酸盐衍生的氮掺杂的磷酸钴/碳纳米管杂化材料作为高效氧还原电催化剂（英文）[J].ChineseJournalofCatalysis.2020
[3].杨子凤,焦芮,张万里,牟鹏,李安.燃料电池阴极氧还原非铂类催化剂研究进展[J].化工新型材料.2019
[4].魏涛.Ruddlesden-Popper双功能催化剂对氧还原/氧析出的本征影响[C].稀土元素镧铈钇应用研究研讨会暨广东省稀土产业技术联盟成立大会摘要集.2019
[5].刘广权,彭丽萍,曹林洪,吴卫东.用于氧还原反应的高耐久活性叁元Pt-Ti-Mg薄膜电催化剂[C].TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集.2019
[6].黄金晶,丁辰,杨勇强,刘岗,蔡文斌.高效氧气还原催化剂Pt_3Co/C的水相法新合成（英文）[J].ChineseJournalofCatalysis.2019
[7].倪保霞,武鲁明,陈睿,史成香,陈铁红.掺杂碳封装的Fe/Co基纳米颗粒氧还原催化剂（英文）[J].ScienceChinaMaterials.2019
[8].陈志生,林平东,余培锴,李月婵.吡啶氮作为氧还原催化剂的活性位点研究[J].闽江学院学报.2019
[9].钟佳,来庆学,苏齐,唐泽明,严嘉诚.静电纺丝辅助后处理合成钴氮共掺杂碳纤维用于氧还原催化剂(英文)[J].化学研究.2019
[10].朱春曦,何国强.锌-空气电池氧还原催化剂类型与研究进展[J].电源技术.2019
论文知识图
