N-RGO NiCo2O4复合材料的制备及电催化性能研究

1、N-RGO/NiCo2O4复合材料的制备复合材料的制备及电催化性能研究及电催化性能研究姓姓 名名 ： 曹曹 星星学学 号：号： 201104034018专专 业：业： 化学（师范）化学（师范）指导老师：李忠彬指导老师：李忠彬 田亮亮田亮亮报告日期：报告日期：2015年年1月月15日日进德修业 博文达理21选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境

2、治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景目目 录录1 1、选题目的和意义、选题目的和意义2 2、国内外研究现状、国内外研究现状3 3、选题研究内容、技术路线、选题研究内容、技术路线4 4、关键问题、关键问题5 5、调研计划、调研计划31选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景1 1、选题目的和意义、选题目的和

3、意义 燃料电池是一燃料电池是一种直接将化学能转种直接将化学能转化为电能的能量转化为电能的能量转换装置。换装置。 优点：高效、优点：高效、环保、燃料来源广环保、燃料来源广及可靠性高、适应及可靠性高、适应能力强等。能力强等。41选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景1 1、选题目的和意义、选题目的和意义 燃料

4、电池的发电原理与化学电源一样，主要包含四个主要部件:涂覆了电催化剂的阴极和阳极、阴阳极之间的电解质隔膜和集流板。51选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景2 2、国内外研究现状、国内外研究现状贵金属型：常用的催化剂为贵金属贵金属型：常用的催化剂为贵金属Pt、Pd催化剂。催化剂。Watanebe等人研究了P

5、t粒径为15A的催化剂,其表面积高达200m2g-1，对甲醇的氧化呈现了极高的电催化活性。Escudeno M J等采用微乳液法制得Pt/C电催化剂，使用PEGDE(含量20%)为表面活性剂，异辛烷为油相,水含量为5%10%，滴加肼还原含Pt前驱体，制备得到(25)nm的Pt/C催化剂，Pt颗粒分布均匀，平均尺寸小于用传统的浸渍法制得的催化剂，经测试发现，其电化学性能与E-TEK公司商品化的电催化剂相当。 Pt 金属电极价格昂贵，储存量低，在催化过程中易金属电极价格昂贵，储存量低，在催化过程中易被毒化！被毒化！61选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污

6、染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景2 2、国内外研究现状、国内外研究现状 复合型：在贵金属催化剂中加入第二种金属复合型：在贵金属催化剂中加入第二种金属(如：过渡如：过渡金属元素金属元素)。 郑丁琴用实验表明：用浸渍法合成了Pt-SnO2/C催化剂，并通过SEM扫描发现，先制备SnO2/C，再合成Pt-SnO2/C催化剂，会使其粒径较小，其粒径大约均在40 nm左右。通过在不同的温

7、度下测试电极对甲醇的电催化氧化性能并进行比较分析，得到处理温度越高，Pt-SnO2/C电极对甲醇的氧化活性较Pt/C电极提高的更明显。 徐明丽等将负载型纳米催化剂创新性地制成金属纳米线阵列电极的形式，改变了催化剂之间的状态存在形式，使得接触面积也随之发生很大变化，大大提高了催化剂的催化活性。71选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是

8、水处理方面具有很大的应用前景2 2、国内外研究现状、国内外研究现状 过渡金属型：过渡金属氧化物催化剂。近年来，过渡过渡金属型：过渡金属氧化物催化剂。近年来，过渡金属氧化物由于其合成简单、价格低廉，受到科研人员的金属氧化物由于其合成简单、价格低廉，受到科研人员的青睐。青睐。 张拥军等用化学还原法制备出了碳载镍、银、金三种负载型金属单质催化剂，并分别研究其对甲醇的催化性能，测定了不同催化剂对甲醇的电催化氧化时的密度，测定结果表明碳载镍催化剂对甲醇氧化时有较高的电流密度，因此有较好的催化氧化效果，碳载银和碳载金对甲醇的催化电流密度几乎与裸玻碳电极测试的电流密度一致，因此得到碳载银和碳载金对甲醇几乎没

9、有催化作用。过渡金属虽然价格低，但催化性不高！过渡金属虽然价格低，但催化性不高！81选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景2 2、国内外研究现状、国内外研究现状 新型催化剂：不同催化剂载体的研究。新型催化剂：不同催化剂载体的研究。 孙雍荣等制备了Pt/CeO2 /CNTs催化剂，SEM检查结果表明Pt/C

10、eO2 /CNTs催化剂在载体上分散程度较高，循环伏安曲线和计时电流测试结果表明，Pt/CeO2 /CNTs催化剂对甲醇表现出良好电催化氧化活性。寻找高的电子传导能力载体！寻找高的电子传导能力载体！91选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景研究内容研究内容3 3、选题研究内容、技术路线、选题研究内容、技术

11、路线制备材料：研究水热溶剂体系（水、酒精）对产物结构形貌的影响制备修饰电极：研究分散体系浓度和用量对电极性能的影响研究制备的催化剂材料对甲醇的电催化活性研究制备的催化剂材料对葡萄糖的电催化活性1234101选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景研究内容研究内容技术路线技术路线3 3、选题研究内容、技术路线

12、、选题研究内容、技术路线超声分散GO加Co(NO3)2、Ni(NO3)2加沉淀剂NH3.H2O水浴24h水热 制备电极材料N-RGO/NiCo2O4 制备修饰电极 甲醇催化活性检测 葡萄糖催化活性检测 SEM、TEM结构、形貌分析 Nafion 悬浮液 111选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化剂,具有抗光、抗化学腐蚀性能,对大多数有机物具有很强的吸附降解能力,性能稳定,价格低廉,无毒并且光催化活性强,它在环境治理尤其是水处理方面具有很大的应用前景4 4、关键问题、关键问题制备电催化剂N-RGO/NiCo2O4时，各个环节的控制电极修饰：Nafion膜121选题意义选题意义选题意义1、TiO2在光解水制氢、抗菌除臭、废气净化、降解有机污染物、表面亲水疏水性转换、化妆品添加剂等方面应用越来越广。2、纳米TiO2是一种环境友好型光催化