非贵金属-石墨烯复合材料氧催化性能的研究

发布时间：2020-07-10 14:47

【摘要】：随着空气污染、能源紧缺问题对人们生活造成的负面影响日益加重,人们对于新型清洁能源的关注度逐渐提高,金属空气电池作为一种将化学能转化为电能的发电装置,由于其能量转换效率高、环境友好等优点引起了人们的关注。空气电极上发生的氧还原反应是影响电池性能的关键性因素之一,而氧还原反应速率受催化剂的性能影响,因此研制出高活性,高稳定性的催化剂材料具有十分重要的意义,本文利用石墨烯所具有的导电性好、比表面积大以及催化活性高等特点制备一系列石墨烯基催化剂材料并通过各种测试方法对复合材料的性能进行测试,表征。本文在高温高压的环境下制备了Mn_3O_4/rGO复合材料,并发现乙酸锰的投放量、反应时间、反应温度等对制备出来的复合材料的微观形貌和催化活性都会产生一定的影响,对比发现将反应时间控制为8小时,反应温度控制为160℃,原材料投放量控制为GO:乙酸锰=1:8时,所制备出的复合材料性能最佳,在该反应条件下制备出来的复合材料的峰值电位为-0.435V,与其他条件下制备出来的复合材料比较具有较高的催化活性和较小的电阻。同时也制备了Ag/rGO以及Ag-Mn_3O_4/rGO复合材料,通过调节原材料投放比来提高复合材料的性能,最后所制备出来的Ag-Mn_3O_4/rGO复合材料使Mn_3O_4以及Ag纳米颗粒均匀的分布在rGO表面,且氧还原峰位置为-0.115V较其它复合材料比较明显向正偏移且峰值电流也明显增大。另外通过改善空气电极的制备工艺,提高了电极的稳定性延长了电极的工作时长,自己所组装的镁-空气电池其开路电压可以达到1.57V,稳定工作时长可以达到22天且可以实现锂电池充电等功能。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB33;TM911.41

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本文编号：2749060