氧陰極催化劑的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著堿性金屬-空氣電池和燃料電池日益廣泛的應(yīng)用，對空氣陰極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)(ORR)的催化劑材料需求越來越緊迫。因此研究ORR催化劑材料具有重要意義。
　　本文通過對比實驗在回流法制備的碳球（CMs）、水熱法制備的碳球（CS）和氧化石墨（GO）三種碳材料中選擇最佳催化劑載體。用相同的浸漬煅燒法制備不同載體相同錳氧化物含量的復(fù)合物催化劑，通過穩(wěn)態(tài)極化曲線的測試選擇了CMs和CS。再通過循環(huán)伏安和交流阻抗測試最終選擇 CMs作本文

2、的催化劑載體。本文還探索了不同蔗糖濃度、不同硫酸濃度和不同反應(yīng)時間對形成CMs的影響。
　　通過浸漬煅燒法制備了一系列不同MnOx含量的催化劑，對比發(fā)現(xiàn)MnOx質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.32％的催化劑 ORR活性最好。7.32%MnOx/CMs比表面積為1278 m2·g-1。通過 XRD、TEM研究表明錳氧化物均勻地分布在碳球的表面。穩(wěn)態(tài)極化曲線、Tafel曲線、循環(huán)伏安和交流阻抗等電化學(xué)測試研究結(jié)果表明：復(fù)合物催化劑7.32%MnOx/C

3、Ms在堿性介質(zhì)中有著較大的表觀電流密度0.649 mA·cm-2和較正的還原電位-0.4Vvs.Hg/HgO，具有較好的電化學(xué)催化活性；發(fā)生在7.32%MnOx/CMs催化劑上的ORR反應(yīng)過程為2-電子過程。
　　通過浸漬煅燒法制備了一種高效ORR催化劑CeOx-MnOx/CMs。通過TEM、SEM、EDX和元素分布圖發(fā)現(xiàn)CeOx-MnOx成功地附著在了碳球表面且分布均勻。穩(wěn)態(tài)極化曲線表明CeOx-MnOx/CMs具有較低的過電位