等离子体可控制备金属氧化物及氧还原性能研究

发布时间：2021-11-23 18:18

　　氧还原反应是金属-空气电池和燃料电池等多种能源转换装置的重要电极反应,但其反应动力学速率缓慢,一般需要催化剂促进反应的进行。目前,贵金属Pt基催化剂被认为是氧还原反应的最佳催化剂。然而,Pt金属资源稀少、价格昂贵、稳定性差,Pt的大量使用导致的高成本大大制约了燃料电池的工业化推广。因此,寻找成本低、活性高的可替代催化剂受到人们的广泛关注。其中,金属氧化物具有价格低、活性和稳定性好、资源丰富、环境友好等优势,是最受关注的非贵金属氧还原催化剂之一。本文利用介质阻挡放电等离子体这种新型绿色制备技术,分别制备锰氧化物和钴氧化物,并与高温焙烧法得到的产物对比,通过一系列的表征工作分析总结等离子体制备金属氧化物在价态、粒径、分散性、氧吸附性能以及催化活性方面的优势。本文利用介质阻挡放电等离子体技术和高温焙烧法处理前驱体得到负载型MnO_X@C-D和MnO_X@C-C催化剂。表征结果显示等离子体制备的催化剂MnO_X@C-D为Mn₃O₄和MnO的混合物,且催化剂表面的Mn₃O... 

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【部分图文】：

(a)辉光放电等离子体，(b)电晕放电等离子体和(c)介质阻挡放电等离子体Figure1-1Imagesof(a)glowdischargeplasma,(b)coronadischargeplasmaand(c)dielectric

电压为10kPa ~ 500kPa[20]，平板式介质阻挡放电等离子体的常见结构如图1-2(a)。介质阻挡放电等离子体是一个复杂的体系，包括一系列的物理过程和化学反应。其物理过程又分为放电的击穿、电荷的传递、分子或原子的激发。放电的击穿和电荷的传递过程可以形成细丝状的微放电，一个微放电通道如图1-2(b)所示。介质阻挡放电等离子体的放电形态与气体的种类和压力有关，图 1-2(c)显示了常压下在空气氛围中产生的均匀微放电通道。除此之外，放电形态还和介质的种类、形状和大小等因素有关[21]，常用的介质包括石英、刚玉；形状有板式和管式。在介质的电容耦合下，电源电压在放电空间产生空间电场。在微放电的早期，在外加电场的作用下，电子得到能量而加速运动，与周围的气体分子产生非弹性碰撞并将能量传递给分子

5图 1-3 介质阻挡放电等离子体合成氨的装置图[22]Figure1-3 Configuration for synthesis of ammonia by dielectric barrier discharge另一方面是介质阻挡放电等离子体用于直接制备催化剂，包括催化剂的、模板剂的脱除和催化剂前驱体的分解等，得到的催化剂具有优于传统

【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2-HNTs催化剂协同介质阻挡放电等离子体降解亚甲基蓝废水[J]. 余芳,陈元涛,张炜,赫文芳,王雲生,刘晨.  化工进展. 2016(12)
[2]冷等离子体活化煤层甲烷的实验研究[J]. 朱丽华,谢志刚,徐海梅,王丹,徐锋,王珏,赵晓鹏.  应用化工. 2016(12)
[3]等离子体在绿色制备催化剂方面的应用:现状及展望（英文）[J]. 刘昌俊,李敏悦,王嘉琪,周昕瞳,郭秋婷,严金茂,李英芝.  催化学报. 2016(03)
[4]介质阻挡放电协同光催化处理挥发性有机物[J]. 岳鑫桂,黄倩,马培艳,张晓飞,赵欢,何正浩.  高电压技术. 2015(10)
[5]纳米氧化钴电极材料的制备与电子显微学表征[J]. 刘辉辉,贾双凤,盛华平,郑赫,王建波.  电子显微学报. 2015(04)
[6]Pt基合金氧还原催化剂设计的密度泛函理论计算研究[J]. 欧利辉,陈胜利.  电化学. 2013(01)



本文编号：3514415