發(fā)布時間：2024-05-11 00:43

　　鋅-空氣電池具有內(nèi)阻小、對環(huán)境污染低等優(yōu)點,成為近年來在新能源領(lǐng)域被廣泛研究的焦點之一。在鋅-空氣電池內(nèi)部組成中,空氣陰極催化層(進行雙功能催化作用OER/ORR)對電池性能起著至關(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。然而,空氣電極的動力學(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,開發(fā)性能高、穩(wěn)定性好、價格低廉的高性能空氣陰極催化劑成了重點研究的內(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,具有較高的氧還原ORR催化反應(yīng)活性位點,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,并對其結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能進行測試對比,結(jié)果顯...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：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展
        1.2.2 氧還原(ORR)機理
        1.2.3 氧析出(OER)機理
        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 實驗材料和實驗方法
    2.1 實驗用到的材料及設(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：3969263