锂—氧电池正极钙钛矿型双功能催化剂的制备及性能研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhang_yingliang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钙钛矿型过渡金属氧化物对氧还原反应(ORR)与氧析出(OER)反应具有较好的电催化活性,通过改变过渡金属的种类可以灵活调节其物理与化学特性。基于此,本文选择常见的镧基钙钛矿型过渡金属氧化物为研究对象,通过元素掺杂、特殊形貌设计等方法制备了具有较高氧还原与氧析出电催化活性的钙钛矿型材料,研究了该材料为正极的双液锂-氧电池的电化学性能。主要研究内容如下:1.制备镧基钙钛矿型过渡金属氧化物并表征其电化学催化性能。以柠檬酸为络合剂,金属硝酸盐为金属源,采用溶胶-凝胶法制备了四种简配型镧基钙钛矿型过渡金属氧化物LaBO3(B=Mn,Fe,Co,Ni)纳米微粒,研究了其在碱性电解液中的氧还原与氧析出电催化活性。结果表明,LaMnO3具有最优的氧还原电催化活性,但其氧析出活性比较差;而LaCoO3具有最优的氧析出电催化活性,但其氧还原活性一般。以上述四种材料作为正极催化剂分别组装双液锂-氧电池,电池的测试结果与上述结论相同。2.为了提高LaMnO3的氧析出电催化活性,对其进行Co元素掺杂。以柠檬酸为络合剂,金属硝酸盐为金属源,通过溶胶-凝胶法制备了系列钙钛矿型复合氧化物LaMn1-xCoxO3纳米微粒,研究了其在碱性电解液中的氧还原与氧析出电催化活性。结果表明,随着Co掺杂量的增加,LaMn1-xCoxO3的OER电催化活性呈现出先增后降的变化趋势,x=0.3时所得的LaMn0.7Co0.3O3具有最高的OER电催化活性,即LaMn0.7Co0.3O3同时具有最优的ORR和OER电催化活性。且以LaMn0.7Co0.3O3为正极催化剂的双液锂-氧电池表现出良好的循环性能,其充电电压比LaMnO3作正极催化剂时有明显降低。3.为了缓解团聚现象,增大材料的比表面积,赋予钙钛矿型复合氧化物LaMn0.7Co0.3O3特定的形貌结构。选用PVP与PAN的混合物为前驱聚合物,硝酸镧,硝酸钴及乙酸锰为金属源,DMF为溶剂,利用静电纺丝法制备了具有一维形貌结构的钙钛矿型LaMn0.7Co0.3O3/C纳米纤维,在碱性电解液中研究了形貌结构对电催化活性的影响。结果表明,LaMn0.7Co0.3O3/C纳米纤维与采用溶胶-凝胶法制得的LaMn0.7Co0.3O3纳米微粒具有相近的ORR电催化活性,同时该纳米纤维的OER电催化活性又表现出明显提升;另外,以LaMn0.7Co0.3O3/C纳米纤维为正极催化材料的双液锂-氧电池表现出更低的充电电压以及优异的循环稳定性。因此,特定的形貌结构确实改善了材料的电催化性能。
其他文献
<正> 在三段论的逻辑推理中,其推理的基本思路是:大前提:"如果p,那么 q";小前提:"s 属于 P";所以得出结论:"s 属于 q"。问题在于,对于一个法律适用者来说,他如何判断与证明一
在知识经济时代,如何有效地开发利用企业的知识资源已成为企业成功的关键,知识管理受到前所未有的关注。企业大多数的显性知识资源都是以文档的形式存在,它是企业生产经营活
目的对比新疆赤芍及不同炮制品中的芍药苷含量和镇痛作用。方法采用HPLC法测定新疆赤芍及不同炮制品中芍药苷的含量,采用小鼠扭体法评估各药物的镇痛作用。结果新疆赤芍生品
学生的探究是从问题开始的,在初中物理课堂上,教师要通过设置有效的问题,激发学生探究的意识,拓展和延伸学生的思维,促进课堂教学的有效性,使学生在问题分析、解决的过程中,
本来专注于企业级软件的SAP,这两年在智慧城市领域做得风生水起。2月28日,在由中国市长协会、中国电子信息产业发展研究院、中国智慧城市发展促进工作联盟联合主办,中国经济和信
期刊
我国正处于城市快速发展的时期,社会经济发展的强烈诉求和生态环境质量的日益恶化的矛盾凸显,城市不断外拓且地方城镇无序蔓延使得生态空间逐渐被侵蚀。政府通过出台控制规范
多肽自组装体的形成是不同非共价键力共同作用的结果,其中包括氢键、静电、疏水、π-π堆积作用等。在形貌各异的组装体中,多肽和蛋白质纤维一直是科研工作者研究的重点,这主
巴乌是流行于贵州等部分少数民族地区的乐器,自20世纪60年代为人们所知,在近半个世纪的发展过程中,巴乌逐渐成为一件大众化的乐器。尤其是70年代以来,巴乌艺术家和乐器制作师
目的:研究急性白血病骨髓组织中PRPS1、JAB1表达量与肿瘤细胞凋亡、侵袭的相关性。方法:选择2015年2月~2017年12期间在鄂东医疗集团黄石市中心医院经骨髓穿刺活检诊断为急性
近三年来,笔者走访了将近1000家的中小微企业,所见的各种安全生产隐患甚至可用"触目惊心"来形容。在我国,小微企业约占企业总数的97%以上,同时也创造了2亿多个就业岗位,己成