氧氣還原反應(yīng)(oxygen reduction reaction,ORR)由于其緩慢的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,成為制約燃料電池和金屬-空氣電池發(fā)展的重要因素。為了提高氧還原反應(yīng)速率,高效而又穩(wěn)定的催化劑是必不可少的,目前對(duì)ORR性能最好的催化劑是貴金屬鉑(Pt),但是由于其價(jià)格昂貴、資源匱乏以及穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)限制了它的商業(yè)化應(yīng)用。因此開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異、穩(wěn)定性好且資源豐富的非貴金屬催化劑,成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。尖晶石型或鈣鈦礦型氧化物由于其晶體結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性、種類的多樣性以及性能的優(yōu)異性,有望成為新型的氧還原催化劑。本文通過(guò)快速凝固技術(shù)制備Al基前驅(qū)體合金,將前驅(qū)體合金在堿液中進(jìn)行去合金化處理,隨后在一定溫度下退火,成功制備出比表面積高且具有優(yōu)良催化性能的納米結(jié)構(gòu)尖晶石/鈣鈦礦型氧化物。首先,通過(guò)快速凝固技術(shù)制備Al95Mnn5二元前驅(qū)體合金,然后在一定濃度NaOH溶液中對(duì)Al95Mn5前驅(qū)體合金進(jìn)行去合金化處理,并將腐蝕后產(chǎn)物在一定溫度下退火,通過(guò)X射線衍射(XRD)、電子顯微鏡(SEM、TEM、HRTEM、STEM)以及X射線光電子能譜(XPS)等分析發(fā)現(xiàn),獲得了具有納米片狀結(jié)構(gòu)的Mn2A104尖晶...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１臥氮為燃料、切氧為氧化劑的質(zhì)子交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）裝置示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｐｒｏ化ｎ?Ｅｘｃｈａｎｇｅ?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?Ｆｕｅｌ?Ｃｅｌｌ?（ＰＥＭＦＣ）??

ｔｉｗｗ，在便攜式設(shè)備和汽車(chē)中擁有廣泛的應(yīng)用前景，被普遍認(rèn)為是最有可能投入??到商業(yè)化應(yīng)用中的綠色能源巧備，其反應(yīng)裝置如圖１．２所示。電極反應(yīng)式如下所??亦；??陽(yáng)極反應(yīng)；ＣＨ３ＯＨ?＋?Ｈ２Ｏ?—?Ｃ〇２?＋?６Ｈ＾?＋?６ｅ?。－４）??陰極反應(yīng)；３／２〇２?＋?６ｌＴ?＋?....

圖１．２直接甲醇燃料電池（ＤＭＦＣ）裝置示意圖??

＾?Ｉ?八?￣??Ｇａｓ?Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?Ｌａｙｅｒ?Ｃａｔａｌｙｓｔ?Ｃａｔａｌｙｓｔ?Ｇａｓ?Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?Ｌａｙｅｒ??Ｐｒｏｔｏｎ?Ｅｘｃｈａｎｇｅ?Ｍｅｍｂｒａｎｅ??圖１．１臥氮為燃料、切氧為氧化劑的質(zhì)子交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）裝置示意圖??Ｆｉｇ．?１....

圖１．３鋒－空氣電池裝置示意圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｚｎ－ａｉｒｂａｔｔｅｉｙ??

反應(yīng)效率的提高具有至關(guān)重要的作巧。氧氣還原反應(yīng)過(guò)程（反應(yīng)式１－２、１－５、＾９）??是一個(gè)復(fù)雜的多電子反應(yīng)過(guò)程，涉及到多個(gè)路徑，產(chǎn)生多種中間產(chǎn)物。在酸性??電解質(zhì)中的陰極反應(yīng)為例，人們公認(rèn)的有Ｈ種氧還原反應(yīng)途徑Ｐｑ，如圖１．４所示；??ｉ）

圖１．５商用Ｐｔ／Ｃ催化劑的透射電子盈微鏡照片Ｐ６］??Ｆｉｇ．?１．５?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?ＰｔＣ?ｃａｔａｌｙ巧口巧??

（１）貴金屬Ｐｔ基催化劑。對(duì)于氧還原反應(yīng)，貴金屬Ｐｔ／Ｃ是目前發(fā)現(xiàn)的性能??最好的陰極催化劑，對(duì)氧氣的還原具有優(yōu)異的催化活性，已投入到商業(yè)化應(yīng)用中，??商用Ｐｔ／Ｃ催化劑的透射電子顯微鏡照片如圖１．５所示ＰＷ。然而由于貴金屬Ｐｔ資??源稀缺、價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性較差Ｌ義及巧顆粒容易團(tuán)....

本文編號(hào)：3970760