1。4 论文的选题目的及意义 9

2 实验部分 11

2。1 实验试剂 11

2。2 实验仪器 11

2。3 制备过程 12

2。3。1 碳量子点的制备 13

2。3。2 氮掺杂碳量子点的制备 13

2。3。3 氮掺杂碳量子点改性活性炭 13

2。3。4 Pt/CB 的制备 13

2,3。5 Pt/NCB 的制备 14

2。4 Pt/CB 与 Pt/NCB 催化剂的结构与性能表征 14

2,4。1 结构表征 14

2,4。2 性能表征 15

3。1 氮掺杂碳量子点的结构表征 17

3。1。1 TEM 17

3。1。2 荧光量子产率 18

3。2 Pt/CB 与 Pt/NCB 的结构表征 20

3。2。1Pt/NCB 与 Pt/CB 的 TEM 20

3。2。2Pt/NCB 与 Pt/CB 的 XRD 分析 24

3。3 本章小结 29

4 电化学性能测试 30

4。1 Pt/CB 电化学性能测试 30

4。2 Pt/CB 与 Pt/NCB 电化学催化活性测试 32

4。3 Pt/CB 与 Pt/NCB 催化剂的稳定性测试 34

4。4 本章小结 34

结 论 36

致 谢 37

参 考 文 献 38

1 引言

截至 2013 年，全球煤炭、石油、天然气剩余探明可采储量分别为 8915 亿吨、2382 亿

吨和 186 万亿米，折合标准煤共计 1。2 万亿吨。然而，全球能源消费呈现总量和人均能源消 费量持续“双增”态势。这些化石燃料都是不可再生资源，并且传统能源的使用方式产生了 大量破坏自然环境的固体废弃物、废水、废气 。人类社会面临着日益严重的能源短缺和环 境污染的问题，为了摆脱能源短缺和环境污染的困境，我们必须提高能源的利用率，同时， 积极开发清洁的可再生能源，这对人类社会的可持续发展具有重要意义。

1。1 燃料电池

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的电化学能量转换装置。由于燃料电池不受卡 诺循换的限制，所以相比于传统的内燃机，燃料电池有着较高的能量转化效率

（50%~60%）。同时，燃料电池可以使用氢气、甲醇、乙醇以及水合肼等清洁能源，同时在 使用过程中几乎没有硫化物，以及氮氧化物的排放，因此可以认为是一种有着良好发展前景 的清洁能源。论文网

燃料电池发电与热机发电能量转换途径比较如图 1-1 所示[1]：

图 1-1 燃料电池发电与热机发电能量转换途径比较

根据燃料电池电解质的不同，可以将燃料电池分为：（1）碱性燃料电池（AFC），其电 解质为水状碱；（2）磷酸燃料电池（PAFC），其电解质为 H3PO4；（3）熔融碳酸盐燃料电池