锰氧化物基空气电池阴极催化剂的制备与性能研究

【摘要】金属-空气电池因具有比能量高、低污染、原料丰富、价格低廉的优点,被广泛的研究。其中空气电极是决定金属-空气电池性能的最关键因素,而其中催化剂的催化性能是空气电极性能的最主要影响因素。实验采用不同的合成方法,制备出了不同的锰氧化物基空气电极催化剂粉体,利用XRD、SEM对其结构、形貌进行了测试与观察,并制成试验电极,对其碱性条件下的氧还原催化活性进行了电化学测试。研究结果表明：1.通过机械合金化的方法在MnO2中掺杂一定质量Cu有利于提高其氧还原催化性能；而用Fe原子部分替代LaMnO3中的Mn原子亦可有效提高其催化活性。但掺杂金属原子半径过大过小,均对提高其催化性能不利。2.通过机械合金化的方法制备LaMnO3钙钛矿型催化剂粉体,经900℃退火3h可获得最优的催化活性,电化学测试结果显示极化电位为-0.6V(vs.Hg/HgO)时,极化电流可达260mA/cm2。3.研究了溶胶凝胶法制备LaMnO3型催化剂粉体的工艺条件,并对其工艺参数以及B位掺杂进行了优化。结果发现与机械掺杂的结果不同,采用溶胶凝胶法掺杂时,Cu原子部分替换Mn可以提高LaMnO3型催化剂的性能。极化电位为-0.6V时,极化电流可达290mA/cm2。
【作者】李沐晔；
【导师】季世军；庞贵群；
【作者基本信息】大连海事大学，交通运输工程，2014，硕士
【关键词】空气电极；催化剂；机械合金化；钙钛矿；LaMnO3；

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