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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。