發(fā)布時間：2023-05-21 21:09

　　研究高效率高性能的氧還原反應(ORR)和氧析出(OER)雙功能催化劑對金屬空氣電池特別是鋰空氣電池有著獨特重要的意義。聚吡咯(PPy)作為一種新型的金屬有機聚合物,以其優(yōu)異的導電性和多孔性引起了研究者的廣泛興趣。本文將不同過渡金屬與PPy進行復合,得到了 PPy-金屬的有機高分子復合金屬催化劑,隨后進行了許多后處理,并對其進行了表征,并在堿性電解質(zhì)中評價了它們的OER和ORR性能。本實驗主要通過冰水浴聚合法合成出前驅(qū)體PPy,隨后利用水熱法和煅燒法將PPy與過渡金屬離子混合,得到復合催化劑PPy-金屬(Co、Ni、Fe等)。這些復合催化劑不僅僅帶有PPy的易導電,比表面積大等特點,在測試中發(fā)現(xiàn)其同樣具有摻雜的金屬所具有的對電化學反應的催化活性。其中PPy-Co,在0.1MKOH電解液中測試其電化學活性,催化劑ORR的起始電壓和-0.4 V下的催化劑的電流密度分別為-0.163 V和6.33mA·cm-2,而在0.8V下測量上述數(shù)據(jù),得到其OER的電流密度高達 13.15 mA·cm-2。

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鋰空氣電池
    1.2 鋰空氣電池催化劑
    1.3 OER催化劑
    1.4 ORR催化劑
    1.5 結(jié)論與展望
第二章 實驗部分
    2.1 實驗藥品及儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑表征
        2.2.1 電子顯微鏡
        2.2.2 X-射線衍射
        2.2.3 X-射線光電子能譜
        2.2.4 熱重
        2.2.5 傅里葉紅外光譜
        2.2.6 氮氣吸/脫附
    2.3 電化學性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安法
        2.3.2 旋轉(zhuǎn)圓盤電極測試
        2.3.3 旋轉(zhuǎn)環(huán)盤測試
        2.3.4 交流阻抗測試
第三章 有機導電聚合物摻雜金屬鈷在金屬空氣電池中的催化應用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 催化劑制備
        3.2.2 催化劑表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 有機導電聚合物摻雜金屬鐵在金屬空氣電池中的催化應用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 催化劑制備
        4.2.2 催化劑表征
        4.2.3 電化學性能測試
    4.3. 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 過渡金屬磷化物的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗方法
        5.2.1 催化劑制備
        5.2.2 催化劑結(jié)構(gòu)及性能表征
    5.3 Co-P系列催化劑結(jié)果與討論
        5.3.1 不同溫度對Co-OPPh₃系列磷化物對催化活性的影響
        5.3.2 不同溫度對Co+OPPh₃系列磷化物對催化活性的影響
        5.3.3 原料比例對Co+OPPh₃系列磷化物對催化活性的影響
        5.3.4 Co-P催化劑結(jié)構(gòu)、組成與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
作者及導師簡介
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本文編號：3821431