半金属掺杂/修饰碳纳米材料的可控合成及其电催化载体应用

项目名称： 半金属掺杂/修饰碳纳米材料的可控合成及其电催化载体应用

项目编号： No.51362027

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 王辉

作者单位： 西北师范大学

项目金额： 51万元

中文摘要： 电催化剂氧还原过程缓慢及抗甲醇能力差是直接甲醇燃料电池（DMFC）产业化的主要障碍之一；纳米结构异原子掺杂（修饰）碳材料是一类十分独特、重要的功能材料；本项目首次将半金属-碳复合纳米材料作为电催化剂载体引入DMFC阴极反应体系，以期达到提高催化剂稳定性、促进氧还原和抑制出现混合电位的目的。本研究涉及微观尺度材料设计及构效关系。首先设计并构筑不同形貌的表面修饰型或掺杂型半金属-碳复合材料，探究纳米尺度复合材料生长的规律性、材料生长环境和生长驱动力的影响；开发具有自主知识产权的材料制备技术；其次考察其作为氧还原电催化剂载体与传统碳载体的异同；研究其表面所发生的电催化反应动力学行为及电化学促进（抑制）机理。通过对比不同成分和微观结构的复合材料对电催化活性的影响，获得复合材料结构与电催化反应活性及稳定性的内在联系规律，为在微观层次研制稳定、高效、低价电催化材料提供新思路和理论依据。

中文关键词： 半金属；碳载体；掺杂修饰；复合材料；电催化

英文摘要： Slow oxygen reduction on cathode and low methanol tolerance ability are the major challenges that hinder the commercialization of direct methanol fuel cell. Nano-sized carbon-based materials doped with other element are unique and important functional mat

英文关键词： Semimetals；Carbon Support；Dop and Decorate；Composite Materials；Electrocatalysis