过渡金属掺杂钨基电催化剂的制备及其性能研究

发布时间：2021-09-01 02:54

　　锌-空气电池作为高效能源转换装置的代表之一,在便携式电子器件和电动汽车中发挥着关键作用,可促进运输电气化、减少对化石燃料的需求和促进低碳经济发展。在锌-空气电池中,氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）是关系到电池工作效率的基本反应之一。然而,ORR迟缓的动力学过程严重阻碍了锌-空气电池的应用。为此需要寻找高效、稳定的催化剂降低ORR反应的活化能垒,提升锌-空气电池的能量转换效率。目前,铂基材料是最常用的ORR催化剂。但铂基材料的稳定性较低、成本较高等因素严重制约了锌-空气电池的商业发展。因此,为了开发长期稳定、成本低廉且高催化活性的非贵金属ORR电催化剂,仍然需要做出很多努力。非贵金属ORR催化剂中,钨基催化剂是一种十分有潜力的研究对象。钨的化合物种类丰富,包括氧化钨、碳化钨、硫化钨、氮化钨、钨酸盐等,在电化学性质方面具有各自的特点,为构筑钨基氧还原催化剂提供了较宽的选择范围。钨的化合物大部分都有着十分稳定的化学性质,这对于开发具有长期稳定性的氧还原催化材料具有十分重要的意义。本论文选用具有优异稳定性的钨酸盐和碳化钨为基础,通过过渡金属掺杂获得具有优... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型的ORR极化曲线[18]

江苏大学硕士学位论文1540mL的总体积。）FeWO4/NC的制备：将大约0.15g上述多孔凝胶放入一个带盖的坩埚中（避免材料挤压），然后将坩埚放入密封的石英管中，将空气抽出直至气压降至0.1MPa。立即将石英管放入预先加热到800oC的马弗炉中，煅烧10min。然后，取出石英管进行自然冷却。最后在1molL1H2SO4中酸处理6h，再以同样的方式二次煅烧，获得最终产物FeWO4/NC。采用相同的方法制备了无金属对比材料和不含铁对比材料，标记为NC和W/NC。工作电极的制备：将5mgFeWO4/NC分散在1mL的乙醇和去离子水的混合溶液中（乙醇和去离子水的体积比为1：1）。加入20μLNafion溶液（10wt%）作为成膜剂。随后将7.5μL分散液滴在旋转圆盘电极上，在室温下自然风干。FeWO4/NC的合成线路图2.2.4电化学性能测试方法本章电化学性能数据均在辰华CHI760E电化学工作站测得，使用标准三电极测试系统，以玻碳电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，负载催化剂的旋转圆盘电极（直径3mm）或旋转圆环电极（直径4mm）为工作电极，采用0.1MKOH为电解液。氧还原反应的循环伏安（CV）测试在N2或O2饱和的电解液中进行，扫速为50mVs1。在线性扫描伏安（LSV）测试中，电位扫速为10mVs1，转速由400rpm到2500rpm。旋转环盘电极测试（RRDE）同样在CHI760E


本文编号：3376141