石墨烯基納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的可控生長及電化學(xué)性能研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池具有結(jié)構(gòu)簡單、燃料潔凈無污染等特點(diǎn)，在未來能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。但是，由于電極材料中需要耗費(fèi)大量貴金屬Pt，使其成本較高，難以實現(xiàn)商業(yè)化。為此，本文采用具有良好導(dǎo)電性能和較大比表面積的石墨烯為基底，在其表面負(fù)載WO3納米棒，通過石墨烯和WO3的耦合作用，構(gòu)筑rGO/WO3納米結(jié)構(gòu);然后通過氮摻雜，以改善rGO/WO3的電子結(jié)構(gòu);并通過修飾少量貴金屬Pt顆粒，系統(tǒng)研究了在低鉑負(fù)載量的情況下催化電極的電化學(xué)催化特性。

2、主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)通過改進(jìn)的Hummers法剝離得到了2～3層的氧化石墨烯，其表面含有大量的含氧官能團(tuán)，為后期負(fù)載WO3以及修飾貴金屬Pt顆粒提供了大量的形核位點(diǎn)。
　　(2)采用水熱法合成了rGO/WO3復(fù)合材料，通過改變水熱溫度、水熱時間實現(xiàn)了對rGO/WO3復(fù)合材料的可控制備;最終得到最優(yōu)的實驗參數(shù)為180℃下保溫28h，此條件下的WO3呈現(xiàn)出細(xì)長而光滑的納米棒結(jié)構(gòu)，其中長度為1μm左右，直徑幾十納米至一

3、百納米左右。
　　(3)采用氨氣熱解法，實現(xiàn)了對rGO/WO3納米結(jié)構(gòu)的氮摻雜，得到了NG/W0.62(N，O)復(fù)合物。通過改變氮化溫度，實現(xiàn)了氮化溫度對復(fù)合物的物相和形貌的控制，最終得出:當(dāng)最優(yōu)參數(shù)為800℃時，復(fù)合物為NG負(fù)載單相W0.62(N，O)，形貌為整體呈納米棒的局部坍塌結(jié)構(gòu);通過改變NH3流量，實現(xiàn)了NH3流量對N摻雜量的控制。
　　(4)采用濕化學(xué)法在NG/W0.62(N，O)載體上修飾了貴金屬Pt顆粒，其中