碳量子点修饰二氧化钼结构材料氧还原反应性能的研究文献综述

 2023-10-10 15:33:21

一、文献综述与调研报告:(阐述课题研究的现状及发展趋势,本课题研究的意义和价值、参考文献)

课题研究的现状:

由于对传统化石燃料的过度开采,能源危机、全球变暖和环境污染已成为二十一世纪的严重问题。为了解决这些问题,绿色和可再生能源的转换和储存技术变得日益迫切。氧还原反应(ORR)在燃料电池、金属空气电池灯高效能转换装置中动力学缓慢,是制约其性能的主要因素。虽然铂(Pt)基材料已被证明是作为加速氧还原反应过程最有效的电催化剂,由于成本高、耐久性差、对甲醇的耐受性差,其广泛的应用仍受到限制。因此,在过去的几十年里,人们积极探索高效且非贵金属氧还原反应电催化剂。

碳量子点 (Carbon quantum dots,CQDs) 是纳米材料的新家族,自发现以来由于其具有良好的光学性质、化学稳定性和低毒性而备受关注。在碳量子点中掺杂氮 (N) 等杂原子后,量子点的量子产额、光稳定性、荧光能力和电催化性都有了很大的提高。

发展趋势:

科学家迫切的希望通过碳量子点来开发出一种新能源电池,然而纯粹的碳量子点并不适合直接用于燃料电池的阴极催化剂,所以科学家对碳量子点进行了改性研究,主要发展趋势为以下几点:1.改性碳量子点(掺杂型碳量子点,表面修饰碳量子点)直接作为阴极催化剂; 2.改性碳量子点作为载体制备催化剂。

课题研究意义及价值:

氮掺杂碳量子点具有良好的导电性能及氧还原反应催化活性,本课题旨在研究一种以氮掺杂碳量子点为载体的低成本,高性能的金属/氮掺杂碳量子点阴极催化剂,用于取代常用的铂碳催化剂从而降低燃料电池制备成本和提高其氧还原反应的活性。

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