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《河北工业大学》 2005年
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空气电极用金属氧化物催化材料的研究

张辉  
【摘要】:为了研究高性能的金属氧化物催化材料在空气电极中的应用,本实验以硝酸镍、硝酸 铁、硝酸锰、硝酸钴和硝酸铜等过渡金属硝酸盐为主要原料,采用热分解法制备了一元、 二元及三元等多种用于空气电极的金属氧化物催化剂。 通过粒度测试,考察了催化剂在载体活性炭中的分布状态;并通过极化曲线及寿命测 试,考察了催化剂对空气电极性能的影响。同时,考察了酸化处理和热处理温度对电极性 能及催化剂活性的影响。 研究表明:一元金属氧化物催化剂以MnO2的催化活性最高;二元金属氧化物催化剂 以Mn3CoO7的催化活性最高;三元金属氧化物催化剂以Mn4Co2FeO11. 5的催化活性最高。 其中以Mn4Co2FeO11. 5为催化剂的空气电极极化程度最小,其电流密度为200mA/cm2时, 电极电位仅为-0. 1438V,此时电解实验表明,槽电位变化较为平稳,电极的寿命达到900 小时以上,说明该空气电极具有良好的综合电化学性能。 同时,本论文通过电极性能的研究优化了几种催化剂的制备工艺。结果表明,随着原 料组元的增加,最佳热处理温度也随之提高;并且催化剂经酸化处理后电极极化程度明显 减小,催化活性大大提高,电化学性能得到改善。 通过以上研究,优选出了几种高催化活性的适用于空气电极的金属氧化物催化剂。由 于本课题所研究的金属氧化物催化剂具有价格低廉、制备过程简单以及催化活性较高等优 点,有可能成为具有开发前景的空气电极催化材料之一。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB39

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