MnO空气电极催化剂的制备及电极改性研究

摘要

高性能的空气电极一直是金属空气电池和燃料电池领域研究的热点.空气电极作为电池的正极,氧还原反应可逆性小,成为制约金属空气电池和燃料电池发展的主要障碍.目前,空气电极性能的提高一方面有赖于采用高效的催化剂,另一方面是对空气电极进行改性.该文采用硝酸锰热解法、固相合成法、电解法、溶胶凝胶法等制备了二氧化锰催化剂,并对产物结构进行了XRD分析.通过电化学测量技术,研究了不同晶型MnO<,2>催化剂对空气电极性能的影响.在此基础上,通过添加聚苯胺和Co(Ⅱ)Schiff碱络合物富氧材料,对MnO<,2>空气电极改性进行了研究.

目录

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第一章概论

1.1铝—空气电池简介

1.2空气电极的发展历史

1.3空气电极的工作原理

1.4影响空气电极性能的因素

1.4.1电极组成的影响

1.4.2外界环境的影响

1.5空气电极催化剂的研究现状

1.5.1贵金属催化剂

1.5.2钙钛石氧化物催化剂

1.5.3有机螯合物催化剂

1.5.4新型催化剂

1.6本论文的主要工作及意义

第二章二氧化锰催化剂的制备及其对空气电极性能影响的研究

2.1实验方法

2.1.1实验药品和仪器

2.1.2二氧化锰催化剂的制备

2.1.3二氧化锰的表征

2.1.4二氧化锰空气电极的制备

2.1.5二氧化锰空气电极的性能测试

2.2实验结果与分析

2.2.1二氧化锰的XRD谱图分析

2.2.2二氧化锰催化剂对空气电极性能的影响

2.2.3结论

第三章空气电极催化膜制备工艺的研究

3.1实验方法

3.1.1实验药品和仪器

3.1.2二氧化锰空气电极催化膜制备工艺的研究

3.1.3二氧化锰空气电极的性能测试

3.2实验结果与分析

3.2.1乙炔黑含量对二氧化锰空气电极性能的影响

3.2.2二氧化锰催化剂含量对空气电极性能的影响

3.2.3 PTFE含量对二氧化锰空气电极性能的影响

3.2.4结论

第四章聚苯胺对MnO2空气电极性能影响的研究

4.1聚苯胺的研究概况

4.1.1聚苯胺的发展历史

4.1.2聚苯胺的结构

4.1.3聚苯胺的合成方法

4.1.4聚苯胺的合成原理

4.1.5聚苯胺的质子酸掺杂

4.1.6聚苯胺的特点及应用

4.2实验方法

4.2.1实验药品和仪器

4.2.2化学氧化法制备聚苯胺

4.2.3电极制作

4.2.4聚苯胺空气电极的性能测试

4.3实验结果与分析

4.3.1聚苯胺添加对MnO2空气电极性能的影响

4.3.2结论

第五章Co(Ⅱ)Schiff碱络合物富氧材料对MnO2空气电极性能影响的研究

5.1富氧材料综述

5.1.1络合物氧载体分类

5.1.2富氧膜输氧机理

5.2实验方法

5.2.1实验药品和仪器

5.2.2 Co(Ⅱ)Schiff碱络合物制备方法

5.2.3 Co(Ⅱ)Schiff碱络合物的表征

5.2.4 Co(Ⅱ)Schiff碱络合物在MnO2空气电极中的担载方法

5.2.5空气电极阴极极化曲线测试

5.3实验结果与分析

5.3.1 Co(Ⅱ)Schiff碱络合物制备工艺的研究

5.3.2 Co(Ⅱ)Schiff碱络合物的表征

5.3.3 Co(Ⅱ)Schiff碱络合物对空气电极性能影响的研究

5.3.4结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢