MnO 2 /C复合材料的常温合成及其电催化氧还原、氧析出

发布时间：2023-08-01 18:02

　　MnO₂由于其价格低廉、环境友好,在电化学领域中有着广泛的应用。为了提高MnO₂材料的导电性、抑制MnO₂粒子的块体化,MnO₂通常需要与C混合在一起使用。在某种程度上,C的介入抑制了MnO₂粒子的块体化,提高了MnO₂电化学稳定性,但是,由于MnO₂和C之间的微弱的物理相互作用,其电化学稳定性的提高是非常有限的。因此,为了进一步提高MnO₂材料的电化学稳定性,人们发展了在C材料表面生长MnO₂技术,如:电化学沉积法、微波辅助合成法、水热合成法等。其中,水热合成法利用了C与高锰酸根之间的反应,是最有工业化前景的生产技术,然而,其反应温度通常都超过了100 ^oC。基于此,本论文利用Co^II离子的催化效应,在室温下,实现了C与KMnO₄的氧化还原反应,发展了在C材料表面生长MnO₂技术,获得了MnO_...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 氧还原/氧析出反应的概述
        1.1.1 氧还原反应的机理
        1.1.2 氧析出反应的机理
        1.1.3 氧还原/氧析出反应的应用
        1.1.4 氧还原/氧析出反应催化剂的研究进展
    1.2 MnO₂ 纳米材料概述
        1.2.1 MnO₂ 的结构特征
        1.2.2 MnO₂ 纳米材料的制备方法
        1.2.3 影响二氧化锰催化活性的因素
    1.3 本文的工作内容和创新
第2章 MnO₂/C_ZIF-67 复合材料的合成及表征
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 晶体ZIF的制备
        2.2.4 晶体ZIF的碳化
        2.2.5 合成MnO₂/CZIF-67

        2.2.6 反应在常温下进行的探究
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 合成MnO₂/C_ZIF-67 的过程示意图
        2.3.2 晶体ZIF-67、C_ZIF-67及MnO₂/C_ZIF-67 的微观形貌及结构表征
        2.3.3 常温下MnO₂在C_ZIF-67上生长的机理探究
    2.4 小结
第3章 MnO₂/C_ZIF-67 在氧还原反应催化中的应用研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 电化学测试方法
        3.2.4 计算使用的公式
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 MnO₂/C_ZIF-67 的电化学性能测试
        3.3.2 MnO₂/C_ZIF-67 反应电子转移数n的计算及反应过程探究
        3.3.3 MnO₂/C_ZIF-67 的稳定性测试
        3.3.4 MnO₂/C_ZIF-67 中掺碳量对其ORR活性的影响
    3.4 小结
第4章 Ni-MnO₂/C_ZIF-67 在氧析出催化中的应用
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 Ni-MnO₂/C_ZIF-67 的合成
        4.2.4 电化学测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Ni^II掺杂前后MnO₂/C_ZIF-67的OER性能测试
        4.3.2 Ni-MnO₂/C_ZIF-67 的表征及稳定性测试
    4.4 小结
结论
参考文献
附录 攻读学位期间论文发表情况
致谢



本文编号：3838090

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