过渡金属/氧化物@碳材料复合催化剂的制备及其电催化性能研究

发布时间：2021-03-27 18:56

　　金属-空气电池由于其极高的理论能量密度、对环境友好、价格低廉等优势,受到了人们的广泛关注,但其仍存在着比较大的缺点。特别是在没有催化剂的作用下,其空气电极一侧的电化学反应极其缓慢,这也是其目前仍未能实现大规模商业化应用的主要原因之一。本论文的主要工作集中在应用于金属-空气电池的过渡金属/氧化物@碳材料复合催化剂的制备及其电催化性能的研究。具体工作包括以下几个部分:第一,采用溶剂热法,制备出α-Fe₂O₃纳米准立方体,并在其表面包覆一层导电聚合物PPy,再通过煅烧使PPy转变为N掺杂的碳材料,研究了该复合催化剂在碱性溶液中的氧还原（ORR）性能。第二,利用静电纺丝技术,将金属氧化物Fe₂O₃包覆在N掺杂碳纤维的表面,并通过升高温度,将过渡金属氧化物Fe₂O₃转变为过渡金属Fe,进一步提高材料的导电性。进一步改变负载比例和煅烧方法,优化C纤维表面金属Fe的尺寸大小以及分布数量。此外,我们还分别制备了金属Ni和Co单质纳米颗粒镶嵌在N掺杂碳纤维上的复合材料,研究... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：128 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同电池体系的理论和实际比能量密度对比

从而构成了一个完整的循环反应。图 1.2 碱性水溶液体系的金属-空气电池的示意图1.2.2 种类按照金属-空气电池阳极处金属的不同，金属-空气电池主要有锂-空气电池[15-18]、锌-空气电池[19-21]、铝-空气电池[22, 23]、镁-空气电池[24, 25]等等，其阳极反应以及电池的总反应见表 1-2。

不同的Pt合金催化剂的火山图

【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent advances in electrocatalysts for non-aqueous Li-O2 batteries[J]. Wei Chen,Ya-Feng Gong,Jie-Hua Liu.  Chinese Chemical Letters. 2017(04)
[2]α型氧化铁与γ型氧化铁负载氮掺杂碳纳米管高效氧气还原反应催化剂（英文）[J]. 孙猛,张弓,刘会娟,刘洋,李景虹.  Science China Materials. 2015(09)



本文编号：3104030