作為一種新型能源轉(zhuǎn)換裝置,可充式鋅空電池轉(zhuǎn)換效率高,且對(duì)環(huán)境無(wú)污染,能夠適應(yīng)未來(lái)發(fā)展和環(huán)境的需求。目前可充式鋅空電池在電動(dòng)車行業(yè)有了試驗(yàn)性的應(yīng)用,但是當(dāng)前制約其大規(guī)模應(yīng)用及商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵在于電極催化劑材料。貴金屬催化劑雖然性能較好,但是價(jià)格比較昂貴且儲(chǔ)量又少,另一方面,單一的貴金屬一般只對(duì)某一個(gè)反應(yīng)催化性能好,無(wú)法滿足可充式鋅空電池ORR和OER兩個(gè)電極反應(yīng)。針對(duì)這些問(wèn)題主要的解決途徑包括:使用不同的非貴金屬合成多元金屬催化劑,這樣一方面降低了催化劑的成本,另一方面也同時(shí)滿足了不同反應(yīng)的催化效果;此外引入不同的金屬離子和陰離子,形成不同組成的金屬化合物,利用不同金屬離子之間的協(xié)同效應(yīng)增加催化劑的催化性能。本文以金屬有機(jī)框架化合物ZIF-67為前驅(qū)體,合成了一系列過(guò)渡金屬化合物復(fù)合催化劑,系統(tǒng)研究了不同金屬離子和陰離子組分對(duì)催化性能的影響,為鋅空電池催化劑的進(jìn)一步發(fā)展提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:1、以鈷為中心離子,2-甲基咪唑?yàn)橛袡C(jī)配體合成了十二面體ZIF-67,在此基礎(chǔ)上引入Ni²⁺和Mg²⁺,得到了表面褶皺的空心十二面體MgN... 

【文章來(lái)源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

可充電鋅空電池在充電時(shí)的機(jī)理圖

圖 1-2 1978-2006 年劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)道的 MOFs 材料統(tǒng)計(jì)結(jié)果。1-2 Number of metal-organic frameworks structures reported in the CambridgDatabase (CSD) from 1978 through 2006.OF 具有結(jié)構(gòu)多樣性、高比表面積、豐富的孔道結(jié)構(gòu)，具有較多以是理想的前驅(qū)體，用于制備無(wú)機(jī)納米材料，如多孔碳、金屬氧其復(fù)合物。正是由于 MOFs 材料有這么多的優(yōu)點(diǎn)，吸引人們的非常廣泛，在氣體儲(chǔ)存、氣體吸附與分離、傳感器、藥物輸送、要的應(yīng)用[47-49]。s 材料的特點(diǎn)傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)材料，MOFs 有很多如下的特點(diǎn)：（1）有相當(dāng)大的比和較大的孔體積，目前所報(bào)道中比表面積最大的達(dá)到 10000 m0%為自由體積；（2）具有嚴(yán)格的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和組分可調(diào)性，也就

空心納米籠結(jié)構(gòu)的材料。該催化劑的合成過(guò)程如示意圖 3-1 所示：首先以 Co(NO3)2·6H2O為中心體和 2-甲基咪唑?yàn)榕潴w在常溫下合成了多面體結(jié)構(gòu)的 MOF，即為 ZIF-67，然后以乙醇為溶劑在水浴加熱下加入鎳鹽和鎂鹽形成 MgNiO2/ZIF-67 ，最后將樣品MgNiO2/ZIF-67 煅燒即得到最終樣品 MgNiO2/CoNC。在過(guò)程Ⅰ中，由 Ni2+和 Mg2+水解產(chǎn)生的質(zhì)子逐漸腐蝕前驅(qū)體 ZIF-67，并替換了部分的 Co2+離子，同時(shí)被溶液中的 O2和NO3 氧化，最后由 Co2+/Co3+和 Mg2+、Ni2+共同形成 MgNiO2/ZIF-67 精細(xì)納米組裝結(jié)構(gòu)的殼層。在過(guò)程Ⅱ中，利用煅燒的方法將 MgNiO2/ZIF-67 在氬氣中煅燒轉(zhuǎn)化為多孔中空納米結(jié)構(gòu)的 MgNiO2/CoNC。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]貴金屬/半導(dǎo)體光電陽(yáng)極在直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用[J]. 翟春陽(yáng),孫明娟,杜玉扣,朱明山.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2017(09)
[2]鋅空氣電池空氣電極催化材料的研究[J]. 周震濤,周曉斌.  稀有金屬材料與工程. 2002(06)



本文編號(hào)：2944994