鋅-空氣電池具有內(nèi)阻小、對(duì)環(huán)境污染低等優(yōu)點(diǎn),成為近年來(lái)在新能源領(lǐng)域被廣泛研究的焦點(diǎn)之一。在鋅-空氣電池內(nèi)部組成中,空氣陰極催化層(進(jìn)行雙功能催化作用OER/ORR)對(duì)電池性能起著至關(guān)重要的作用,因此,研究空氣陰極電極催化劑成為了鋅-空氣電池的重點(diǎn)。然而,空氣電極的動(dòng)力學(xué)速度較為緩慢,催化陰極反應(yīng)活性不高。阻礙了商業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用,這就制約了鋅-空氣電池的普遍發(fā)展。有鑒于此,開(kāi)發(fā)性能高、穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉的高性能空氣陰極催化劑成了重點(diǎn)研究的內(nèi)容。三維多孔石墨烯(3D-hGO),一種比表面積較大、孔隙率高以及導(dǎo)電率高的碳材料,雜原子摻雜(特別是氮原子與硫原子)使石墨烯表面暴露出反應(yīng)活性位點(diǎn),具有較高的氧還原ORR催化反應(yīng)活性位點(diǎn),雜原子摻雜多孔石墨烯不僅可以做催化劑的載體,其本身還會(huì)由于多孔效應(yīng)導(dǎo)致比面積增大而顯示優(yōu)異的催化性能。本論文通過(guò)一步法水熱反應(yīng),制備了氮原子(尿素提供)與氮、硫雙原子(硫脲提供)分別摻雜石墨烯與α-二氧化錳的復(fù)合兩種催化劑。本文通過(guò)一步水熱法制備并研究了錳源與摻雜原子的摩爾比例分別為1:0、1:1、1:2、2:1的催化劑,并對(duì)其結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試對(duì)比,結(jié)果顯...

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 鋅-空氣電池簡(jiǎn)介
    1.2 電催化的基本原理
        1.2.1 空氣電極氧還原催化材料的研究進(jìn)展
        1.2.2 氧還原(ORR)機(jī)理
        1.2.3 氧析出(OER)機(jī)理
        1.2.4 雙功能催化劑
        1.2.5 貴金屬及其合金催化劑
        1.2.6 碳基材料催化劑
        1.2.7 過(guò)渡金屬氧化物類催化劑
    1.3 本課題的提出
        1.3.1 本文研究意義
        1.3.2 本文研究的主要內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)用到的材料及設(shè)備
    2.2 材料表征及制備
        2.2.1 材料的表征
        2.2.2 電極的制備
        2.2.3 材料的制備
        2.2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
3 α-MnO₂/氮摻雜石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 α-MnO₂/NhrGO復(fù)合材料的XRD分析
        3.2.2 α-MnO₂/NhGO復(fù)合材料的SEM分析
        3.2.3 比表面積與孔徑分析
        3.2.4 電化學(xué)性能分析
    3.3 本章小結(jié)
4 α-MnO₂/氮硫雙原子摻雜多孔石墨烯的表征與電化學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 掃描電鏡(SEM)分析
        4.2.2 透射電鏡(TEM)分析
        4.2.3 X射線衍射(XRD)分析
        4.2.4 比表面積與孔徑分析
        4.2.5 電化學(xué)性能分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3969263