鈣鈦礦型雙功能氧電極的研究.pdf

1、該論文以系統(tǒng)研究鈣鈦礦型雙功能氧電極的電化學性能為工作目的.選擇LaNiO<,3>為研究對象,從LaNiO<,3>的B位摻雜入手,制備對氧還原和氧析出都具有高催化活性的新型雙功能氧電極催化劑,首次將制備的新型催化劑應用于雙功能氧電極的研究,運用多種物理、化學的分析和測試手段及電化學研究方法,系統(tǒng)研究了催化劑和雙功能氧電極的制備工藝、深入討論A、B位多元摻雜對鈣鈦礦雙功能氧電極電化學性能的影響,提出對于LaNiO<,3>型鈣鈦礦催化劑的摻

2、雜方向.首次將所制備的新型鈣鈦礦雙功能氧電極應用于新穎和非常有前途的二次金屬氫化物-空氣電池中,考察了這種氧電極的實際應用價值.通過TG-DTA、IR、XRD、SEM和粒徑分布等測試手段確定了溶膠-凝膠法的最佳制備工藝,制備出了一系列納米級La<,1-x>Sr<,x>Ni<,1-y>Co(Fe)yO<,3>型鈣鈦礦催化劑,確定了電極的最佳組分配比.通過XPS物相分析、陰極和陽極穩(wěn)態(tài)極化曲線和循環(huán)伏安曲線測試、電化學阻抗譜分析、催化劑對H

3、<,2>O<,2>分解速率的測定以及對極化曲線的數(shù)學處理等手段研究了使用不同鈣鈦礦電催化劑的雙功能氧電極的電化學性能.發(fā)現(xiàn)LaNiO<,3>的B位摻雜適量的Fe和Co后,電極性能有顯著提高,超過了LaNiO<,3>和目前公認催化效果比較好的La<,0.6>Ca<,0.4>CoO<,3>催化劑.催化劑LaNi<,0.8>Co<,0.2>O<,3>和LaNi<,0.8>Fe<,0.2>O<,3>制備的雙功能氧電極性能最好,前者催化活性更高而

4、后者則穩(wěn)定性更好.對催化劑LaNi<,0.8>Co(Fe)<,0.2>O<,3>的A位進一步摻雜Sr離子,由于增加有序化的氧空位造成電導降低以及引入了雜質相使電極的催化活性降低.鈣鈦礦型雙功能氧電極的陰極極化主要由電荷轉移阻抗和O<,2>及還原產物HO<,2->的能斯特擴散阻抗決定.該論文也對鈣鈦礦電催化劑的工作機理進行了探討.分別使用LaNi<,0.8>Fe<,0.2>O<,3>和LaNi<,0.8>Co<,0.2>O<,3>兩種催化