收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于海藻酸钠的ORR和OER催化剂制备、结构与性能研究

马娜  
【摘要】:海洋生物质不仅来源丰富,而且可以作为绿色环保的材料应用在能源和电化学催化领域。海藻酸钠是从褐藻中提取的天然高分子聚合物,其分子可以与多价金属经离子交换螯合形成凝胶,凝胶中存在一种类似“蛋-盒”的结构。以下我们对其从三个方面进行了不同的处理和研究:一、以海洋生物质(海藻酸钠)和碳纳米管为原料,与镍和钴混合离子交换制备海藻酸镍钴水凝胶,冷冻干燥后再高温碳化和氧化,制备了三元金属/氧化物/氮掺杂碳纳米管气凝胶(Ni/NiO/NiCo2O4/N-CNT-As)。Ni/NiO/NiCo2O4纳米颗粒均匀分布在氮掺杂的碳纳米管气凝胶上,在Ni/NiO/NiCo2O4纳米颗粒周围有一些无定型碳。并测试了其作为双功能催化剂催化氧还原(ORR)和析氧反应(OER)的活性以及作为锌空气电池氧电极催化剂的性能。结果表明好的双功能催化性能,锌空电池的能量效率可以达到58.5%,循环稳定性好。二、海藻酸钠和碳纳米管为原料,通过离子交换引入铁、钴和镍制备海藻酸盐水凝胶,冷冻干燥后高温碳化,制备了金属/氮掺杂碳纳米管气凝胶(Fe2N/N-CNTAs、Co/N-CNTAs、Ni/N-CNTAs),Fe2N、单质Co和Ni纳米颗粒分布在氮掺杂的碳纳米管气凝胶上,这些纳米颗粒周围有一层碳包覆着形成“核壳”结构。并测试了三种材料作为燃料电池阴极催化剂的性能。Fe2N/N-CNTAs和Co/N-CNTAs的起始电位(0.02和0 V)、半波电位(-0.147和-0.159 V)接近商业化Pt/C(0.02 V,-0.133 V),抗甲醇性能和稳定性能都好于Pt/C。三、以不同浓度的海藻酸钠为原料,利用AAO模板法合成海藻酸一维纳米材料,分别用Co2+的乙醇和水溶液交换成凝胶,高温碳化处理,制备出一维纳米碳材料,并测试其ORR催化性能,其中质量分数1%海藻酸钠与Co2+的乙醇交换后制备的材料性能最好。


知网文化
【相似文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马娜;基于海藻酸钠的ORR和OER催化剂制备、结构与性能研究[D];青岛大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978