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本科生 毕业论文前言
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1.前言 直接燃料甲醇电池（DMFC）作为一种新型绿色能源，具有低污染、能量密度高、易于储存和运输等特点,在不同领域得到越来越多的关注。但甲醇氧化所需的催化剂成本过高、且催化活性较低、易中毒等制约着DMFC大规模的实际生产应用。从提高催化剂活性的角度考虑，科学家们对于阳极催化剂的研究主要集中在对Pt基复合金属催化剂的探讨。主要包括PtRu、PtPd、PtSn、Pt/CeO2、Pt/TiO2、Pt/MnOx等催化剂，其中双金属催化剂PtRu是最具有代表性的阳极催化剂。但贵金属Ru成本高并且在酸性溶液中不稳定，所以人们慢慢转向研究成本低和稳定性好的过渡金属作为助催化剂。因此从降低电池成本的角度考虑，非贵金属催化剂用于阳极甲醇电催化氧化是实现DMFC商业化的主要途径。目前丁玎等人研究了新型FePt石墨纳米囊的合成，该材料表现出良好的电催化活性与工作稳定性 基于此本文采用密度泛函理论针对在Pt中加入的第二种非贵过渡金属元素Fe进行了探索与研究。 为了使催化剂中的金属颗粒获得高的分散性、利用率以及优异的化学稳定性，人们往往将催化剂负载在碳载体上。现阶段, 常见的碳载体有石墨、炭黑、活性炭、分子筛、碳纤维、碳纳米管(CNT)等，因石墨烯因其具有高平整性、热稳定性、相对轻的质量和相对稳定的化学性质等特性，使得石墨烯成为理想的新型材料。[掺杂Pt_Pd石墨烯体系的气体吸附性_孙建平 华北电力大学 2014.09]但是石墨烯（graphene）在形成过程中不可避免的会形成多种缺陷，如单空位缺陷（single-vacancy defect，SV）、双空位缺陷(di-vacancy defect,DV)、Stone-wales缺陷（SW）等。  那么，当存有缺陷的石墨烯作为载体时，对于二元金属催化剂PtFe具有怎样的影响呢?本文从DMFC中阳极催化剂Pt成本高、催化性能差问题着手， 以石墨烯为载体，Pt、Fe以及PtFe二元金属为催化剂，采用密度泛函理论（DFT）研究了原始石墨烯及缺陷石墨烯对Pt中加入第二种非贵金属Fe的抗CO中毒能力的影响。分析了单空位缺陷对金属催化剂的影响和已经加入的第二种金属Fe对催化剂抗CO中毒能力的影响。 |
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