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铁/钴质量比对MWCNT-聚苯胺复合物氧还原电活性的影响

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化工学报 2014年第6期65卷 2113-2119页

作者：张玉晖易清风湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

中心金属离子在非贵金属C-N复合物对氧还原反应(ORR)的电催化活性方面有重要作用。通过将含有多壁碳纳米管(MWCNTs)、聚苯胺与过渡金属Fe和Co的前驱体在N2气氛下于900℃下加热,得到了不同金属比例的C-N催化剂。采用SEM、XRD等对催化剂... 详细信息

中心金属离子在非贵金属C-N复合物对氧还原反应(ORR)的电催化活性方面有重要作用。通过将含有多壁碳纳米管(MWCNTs)、聚苯胺与过渡金属Fe和Co的前驱体在N2气氛下于900℃下加热,得到了不同金属比例的C-N催化剂。采用SEM、XRD等对催化剂的结构进行了表征。利用电化学伏安技术,研究了催化剂对ORR的电催化活性及其稳定性。结果表明,当Fe与Co质量比为6:1时催化剂的催化活性最好,在酸性溶液中ORR起始电位达到0.52 V(vs SCE),电流密度为12.5 mA·mg-1@-0.3 V(vs SCE);在碱性溶液中ORR起始电位为-0.09 V(vs SCE),电流密度为7.8 mA·mg-1@-0.8 V(vs SCE)。结果表明,催化剂中Fe与Co的质量比对催化剂的活性有很大影响。

关键词：电化学燃料电池催化氧还原非贵金属催化剂

金属掺杂聚吡咯碳化物PPY-M的制备及其氧还原反应电催化活性

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无机材料学报 2014年第3期29卷 269-274页

作者：张玉晖易清风刘小平向柏霖湖南科技大学化学化工学院湘潭411201 怀化学院化学与化学工程系怀化418000

在Fe3+或Co2+存在下进行吡咯的聚合反应,得到金属离子掺杂的聚吡咯,并在N2气氛下700℃碳化,再将该碳化产物在900℃焙烧得到含有不同金属的复合催化剂PPY-M(M为不同的金属)。采用SEM、XRD等对催化剂的结构进行了表征。通过循环伏安和线... 详细信息

在Fe3+或Co2+存在下进行吡咯的聚合反应,得到金属离子掺杂的聚吡咯,并在N2气氛下700℃碳化,再将该碳化产物在900℃焙烧得到含有不同金属的复合催化剂PPY-M(M为不同的金属)。采用SEM、XRD等对催化剂的结构进行了表征。通过循环伏安和线性电位扫描等电化学手段,研究了催化剂对氧还原(ORR)的电催化活性及其稳定性。结果表明,掺杂金属钴的催化剂的活性最好,在酸性溶液中ORR的起始电位达到0.54 V(vs SCE),电流密度为7.5 mA/mg@-0.3 V(vs SCE);在碱性溶液中ORR的起始电位为-0.11 V(vs SCE),电流密度为5.7 mA/mg@-0.8 V。Fe或Co掺杂的聚吡咯碳化物对ORR具有较强的电催化活性,而且制备过程简单、成本低,有较重要的研究意义。

关键词：聚吡咯非贵金属催化剂氧还原燃料电池

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基于区块链的车联网安全关键技术研究

基于区块链的车联网安全关键技术研究

作者：张玉晖东南大学

学位级别：硕士

基于改进强跟踪滤波器的锂电池SOC估计算法的研究

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基于改进强跟踪滤波器的锂电池SOC估计算法的研究

作者：张玉晖天津大学

学位级别：硕士

由于全球人口数目的上升和汽车数量的增加，节约能源和环境保护的问题已经变得尤为重要。电动汽车具有噪声低、节约能源、零排放的优点，其发展受到世界各国的重视，对先进电池的需求和对电池能量管理的要求也日益提高。锂电池由于其高... 详细信息

由于全球人口数目的上升和汽车数量的增加，节约能源和环境保护的问题已经变得尤为重要。电动汽车具有噪声低、节约能源、零排放的优点，其发展受到世界各国的重视，对先进电池的需求和对电池能量管理的要求也日益提高。锂电池由于其高能量密度和无污染的优点被广泛应用于电动汽车的储能装置中，作为发展电动汽车关键技术之一的锂电池管理系统也成为研究的热点，而准确估计电池的荷电状态SOC是锂电池管理系统有效运行的关键和前提。为了应用相关算法进行锂电池荷电状态的估计，需要确认锂电池模型参数的数值。本文通过对现有电池模型进行研究和分析，采用二阶RC电池模型作为本文的研究模型，通过对锂电池进行放电—静置实验，辨识计算得到电池的模型参数。运用MATLAB软件进行仿真运算，从而验证了模型参数的准确性。在此基础上，对现有的SOC算法进行了对比和分析，提出了一种改进的强跟踪滤波器算法用于锂电池的SOC参数估计，结合自适应滤波算法和模糊控制算法实时调整系统测量噪声和渐消因子，从而有效地提高了锂电池SOC估计精度，改善了算法的自适应性能和跟踪性能。最后，基于天津力神公司的锂电池组搭建了实验平台，开发了电压隔离检测电路和开关选择电路，利用现场可编程器件FPGA实现了改进强跟踪滤波器算法对锂电池SOC的估计，并将结果实时显示在液晶屏上，验证了算法的有效性和准确性。

关键词：电动汽车锂电池 SOC 强跟踪滤波器算法

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云南腾冲玉璧村黄氏家族找价契约研究

云南腾冲玉璧村黄氏家族找价契约研究

作者：张玉晖沈阳师范大学

学位级别：硕士

清末至民国年间,随着土地交易的增多,云南地区的找价回赎也愈发的频繁,甚至在一些地区的家族内部还形成了一套自己的土地流转与找价习惯。本文通过对云南腾冲玉璧村黄氏家族契约文书中的找价契约进行分析,发现其形成了一套自己的契约用... 详细信息

清末至民国年间,随着土地交易的增多,云南地区的找价回赎也愈发的频繁,甚至在一些地区的家族内部还形成了一套自己的土地流转与找价习惯。本文通过对云南腾冲玉璧村黄氏家族契约文书中的找价契约进行分析,发现其形成了一套自己的契约用语与固定的格式,如契约中几乎均约定的“有力取赎,无力不得加找”的回赎条款,以及“自找之后,任从买主耕种完粮管业,卖主不致异言加找”等买卖双方的权利义务条款,而通过对抄录册中所记载的对同一块土地的连续性典卖活动进行分析,发现这些条款中所规定的内容并没有被严格的遵守,而是基于“为因乏困”等原因而进行了多次找价和典卖。此外,通过对这些找价契约及其主契进行分析,发现玉璧村在典当土地时并没有与活卖进行区分,而存在一定的典卖混用问题;而频繁、多次且不拘年限的找价习惯不仅与国家律例规定存在一定的冲突,也在一定程度上令人怀疑其正当性与真实性,然而本文通过对契约中双方所约定的担保条款、权利义务条款以及找价原因等进行分析,发现在玉璧村,找价不仅不拘年限和次数,其中所体现的“家族伦理”、“找价自由”、“公平正义”等特点也是家族契约与地方契约的一大特色。

关键词：云南腾冲找价契约家族契约找价自由

铁/钴掺杂聚苯胺/聚吡咯热解产物制备及其氧还原电活性

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铁/钴掺杂聚苯胺/聚吡咯热解产物制备及其氧还原电活性

作者：张玉晖湖南科技大学

学位级别：硕士

燃料电池是一种清洁、高效与环保相统一的“绿色装置”。氧还原反应（ORR）是燃料电池重要的阴极过程，其催化剂主要采用Pt及Pt基金属，不仅成本高，而且甲醇扩散到阴极催化剂容易使其中毒。自从含氮金属大环化合物对ORR的电活性被发现... 详细信息

燃料电池是一种清洁、高效与环保相统一的“绿色装置”。氧还原反应（ORR）是燃料电池重要的阴极过程，其催化剂主要采用Pt及Pt基金属，不仅成本高，而且甲醇扩散到阴极催化剂容易使其中毒。自从含氮金属大环化合物对ORR的电活性被发现以来，这类非贵金属的ORR催化剂的研究就受到人们的广泛关注。本论文的主要内容为研究、制备工艺简单、价格低廉，具有较高氧还原催化活性的阴极非贵金属催化剂，采用碳纳米管做催化剂载体，研究不同制备条件对催化活性的影响，在此基础上开发新的制备工艺。研究发现，将金属掺杂的聚合物如聚苯胺和聚吡咯直接热解，所得到的催化剂不仅具有较高的氧还原催化活性，并且工艺过程简单。通过多种物理表征，观察了催化剂的形貌、颗粒大小及过渡金属的晶体形态等。采用多种电化学测试手段研究了所制备的催化剂对氧还原的电活性以及电催化稳定性等。主要研究内容包括以下几个方面：(1)通过将含有多壁碳纳米管、聚苯胺与过渡金属Fe和Co的前驱体在N2气氛下于900℃下加热，得到了不同金属比例的C-N催化剂。采用SEM、XRD等对催化剂的结构进行了表征。利用电化学伏安技术，研究了催化剂对ORR的电催化活性及其稳定性。结果表明，当Fe与Co质量比为6:1时的催化剂的催化活性最好，在酸性溶液中ORR起始电位达到0.52V(vs SCE)，电流密度为12.5mA·mg-1@-0.3V (vs SCE);在碱性溶液中ORR起始电位为-0.09V(vs SCE)，电流密度为7.8mA·mg-1@-0.8V (vs SCE)。催化剂中Fe与Co的质量比对催化剂的活性有很大影响。(2)以聚苯胺掺杂的碳纳米管为前驱体， N2为保护气，首先将含铁盐的PANI/MWCNT复合物在900℃下加热处理，得到含铁的催化剂FeNC;然后将含钴盐的FeNC于不同温度下进行焙烧处理，得到不同焙烧温度下的复合催化剂FeCoNC。采用TEM、SEM、BET及元素分析等手段对材料的结构、比表面积、热稳定性、成分进行了表征，研究了不同焙烧温度对其催化活性的影响。通过循环伏安和线性电位扫描等电化学手段，研究了催化剂对ORR的电催化活性及其稳定性，在500℃下焙烧的催化剂的活性最高，在酸性溶液中ORR的起始电位达到0.63V(vs SCE)，电流密度达11.67mA·mg-1@-0.3V(vs SCE);在碱性溶液中ORR的起始电位为-0.12V(vs SCE)，电流密度为9.83mA·mg-1@-0.8V(vs SCE)。采用分步加入Fe和Co、并在加Co后于500℃下焙烧处理所得的催化剂对ORR具有优异的电催化活性。(3)通过直接炭化Fe、Co掺杂的聚苯胺前驱体，得到了含有Fe、Co的C-N复合催化剂，它们在酸性或碱性溶液中都显示了很好的对氧还原的催化活性。通过循环伏安和线性电位扫描等电化学手段，研究了催化剂对氧还原的电催化活性及其稳定性。 Fe/C-PANI和Co/C-PANI都有较高的氧还原起始电位，在0.5mol·L-1H2SO4溶液中为0.61V(vs SCE)，在1mol·L-1NaOH溶液中为-0.1V (vsSCE)，而Fe/C-PANI无论在酸性或是碱性溶液中的极限扩散电流密度最大。其中在Fe/C-PANI和Co/C-PANI催化剂上，ORR通过4电子过程进行，同时Fe/C-PANI在酸性或碱性溶液中表现出很好的电化学稳定性。(4)在Fe3+或Co2+存在下进行吡咯的聚合反应，得到金属离子掺杂的聚吡咯，将它们在N2气氛下于700℃碳化，再将该碳化产物在900℃焙烧得到含有不同金属的复合催化剂PPY-M(M为不同的金属)。采用SEM、XRD等对催化剂的结构进行了表征。通过循环伏安和线性电位扫描等电化学手段，研究了催化剂的对氧还原（ORR）的电催化活性及其稳定性。掺杂金属钴的催化剂的活性最好，在酸性溶液中ORR的起始电位达到0.54V(vs SCE)，电流密度为7.5mA·mg-1@-0.3V(vsSCE);在碱性溶液中ORR的起始电位为-0.11V(vs SCE)，电流密度为5.7mA·mg-1@-0.8V。(5)直接在聚苯胺-聚吡咯复合物中掺杂Fe或Co，通过简单的加热程序制备了具有高氧化还原活性的催化剂，采用循环伏安及极化曲线对催化剂在酸性及碱性溶液中的氧还原活性进行了测试，催化剂Co/PANI-PPYR的电活性优于其他的催化剂，在酸性溶液中的氧还原起始电位为0.62V(vs SCE)，极限扩散电流密度为4.3mA·cm-2@0.2V(vsSCE);在碱性溶液中的氧还原起始电位为-0.09V（vs SCE），极限扩散电流密度为2.3mA·cm-2@-0.3V(vsSCE)。在酸性溶液中，催化剂Co/PANI-PPYR和Fe/PANI-PPYR

关键词：氧还原反应非贵金属催化剂聚苯胺聚吡咯燃料电池