摘要
随着人类社会的不断前进，工业化进程的不断发展，能源问题和环境问题已经成为不可忽视的一个问题。研制开发代替化石能源、环境污染低的新能源是当前阶段十分迫切的任务。燃料电池和锂离子电池是目前研究较为深入和应用前景良好的两种很有潜力的能量存储器件。而石墨烯因具有优良的物理化学性能、电化学性能，且具有至薄至柔的二维结构，逐渐被广泛应用于新能源领域。另外由于石墨烯具有较大的比表面积，更是可以作为各类金属纳米颗粒及金属氧化物的载体。 直接醇类燃料电池因其高能量密度、应用方便、环境友好等特点受到了学者的广泛研究。直接醇类燃料电池负极催化剂通常由于电化学稳定性差、成本高、易受中间产物失活等因素限制其实际应用开发。设计催化活性高、成本低、稳定性良好的催化剂成为直接醇类燃料电池的研究热点。本研究针对以上问题，设计和制备了具有高催化活性和高稳定性的Pd基催化剂，并在碱性介质中对其电化学活性开展研究工作。本论文利用两步法制备出还原氧化石墨烯负载金属钯和金属铜的纳米颗粒（Pd-Cu/RGO），Pd纳米粒子的负载量为10%。采用X射线衍射（XRD），高分辨率透射扫描电镜（TEM），能谱仪（EDS），电感耦合等离子体分析（ICP），X射线光电子能谱（XPS）等测试手段研究了纳米颗粒的组成和形貌。在碱性条件下采用循环伏安法（CV）及计时电流法（i-t）研究了复合材料对甲醇和乙醇的电化学催化活性。实验结果表明经过第二步反应的修饰使复合材料形成类核壳结构，其催化活性明显高于第一步产物。并且不同配比的金属样品的催化效果也有明显差别。 锂离子电池因能量密度高、循环稳定性强、环境污染低等优点被广泛应用于多种便携式电子设备当中。目前商业化的锂离子电池负极材料容量偏低，很大程度限制电池的电化学性能。而电极材料是锂离子电池性能提高的决定性因素，因此设计和制备高性能的负极材料是提高电池性能的关键环节。本文以石墨烯基材料为研究对象，利用水热法制备出石墨烯负载钨酸钴复合材料（CoWO4/RGO），研究其作为锂离子负极材料的电化学性能。由于还原氧化石墨烯具有较高的导电性能，弥补金属盐导电性差的缺点。同时石墨烯的片层结构，有利于在电极内部构建离子和电子的快速传递通道，进一步提高锂离子电池的倍率性能。利用XRD，TEM，EDS等测试证明了CoWO4纳米粒子的形成。在电流密度为100mAg-1的条件下对材料进行充放电循环测试，在不同电流密度条件下进行倍率性能测试，同时也对材料进行CV和交流阻抗（EIS）测试研究了复合材料的电化学性能。实验结果表明电流密度为100mAg-1时，CoWO4/RGO具有很高的可逆比容量(1132.9mAhg-1)。在倍率性能的研究中CoWO4/RGO复合材料也表现出其稳定性能要好于CoWO4材料。
NETL