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本科生 畢業(yè)論文前言
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1.前言 直接燃料甲醇電池（DMFC）作為一種新型綠色能源，具有低污染、能量密度高、易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn),在不同領(lǐng)域得到越來(lái)越多的關(guān)注。但甲醇氧化所需的催化劑成本過(guò)高、且催化活性較低、易中毒等制約著DMFC大規(guī)模的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。從提高催化劑活性的角度考慮，科學(xué)家們對(duì)于陽(yáng)極催化劑的研究主要集中在對(duì)Pt基復(fù)合金屬催化劑的探討。主要包括PtRu、PtPd、PtSn、Pt/CeO2、Pt/TiO2、Pt/MnOx等催化劑，其中雙金屬催化劑PtRu是最具有代表性的陽(yáng)極催化劑。但貴金屬Ru成本高并且在酸性溶液中不穩(wěn)定，所以人們慢慢轉(zhuǎn)向研究成本低和穩(wěn)定性好的過(guò)渡金屬作為助催化劑。因此從降低電池成本的角度考慮，非貴金屬催化劑用于陽(yáng)極甲醇電催化氧化是實(shí)現(xiàn)DMFC商業(yè)化的主要途徑。目前丁玎等人研究了新型FePt石墨納米囊的合成，該材料表現(xiàn)出良好的電催化活性與工作穩(wěn)定性 基于此本文采用密度泛函理論針對(duì)在Pt中加入的第二種非貴過(guò)渡金屬元素Fe進(jìn)行了探索與研究。 為了使催化劑中的金屬顆粒獲得高的分散性、利用率以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，人們往往將催化劑負(fù)載在碳載體上�，F(xiàn)階段, 常見的碳載體有石墨、炭黑、活性炭、分子篩、碳纖維、碳納米管(CNT)等，因石墨烯因其具有高平整性、熱穩(wěn)定性、相對(duì)輕的質(zhì)量和相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)等特性，使得石墨烯成為理想的新型材料。[摻雜Pt_Pd石墨烯體系的氣體吸附性_孫建平 華北電力大學(xué) 2014.09]但是石墨烯（graphene）在形成過(guò)程中不可避免的會(huì)形成多種缺陷，如單空位缺陷（single-vacancy defect，SV）、雙空位缺陷(di-vacancy defect,DV)、Stone-wales缺陷（SW）等。  那么，當(dāng)存有缺陷的石墨烯作為載體時(shí)，對(duì)于二元金屬催化劑PtFe具有怎樣的影響呢?本文從DMFC中陽(yáng)極催化劑Pt成本高、催化性能差問(wèn)題著手， 以石墨烯為載體，Pt、Fe以及PtFe二元金屬為催化劑，采用密度泛函理論（DFT）研究了原始石墨烯及缺陷石墨烯對(duì)Pt中加入第二種非貴金屬Fe的抗CO中毒能力的影響。分析了單空位缺陷對(duì)金屬催化劑的影響和已經(jīng)加入的第二種金屬Fe對(duì)催化劑抗CO中毒能力的影響。 |
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3樓2018-01-16 22:53:42
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