鈣鈦礦型LaMnO3和La1-xCaxMnO3納米顆粒的制備及氧還原催化活性.pdf

1、鋰-空氣電池和燃料電池中的氧還原催化劑對(duì)整個(gè)電池體系的性能有著十分重要的影響，尋找廉價(jià)的非貴金屬催化劑是目前的一大熱門(mén)研究領(lǐng)域。過(guò)渡金屬氧化物由于具有相對(duì)較高的催化活性，低成本，制各簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在取代貴金屬作為氧還原催化劑方面受到廣泛關(guān)注。鈣鈦礦型氧化物(通式ABO3)是一類(lèi)復(fù)合金屬氧化物，在化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)上有多種變化，其中La-Mn鈣鈦礦即LaMnO3具有出眾的氧還原催化活性，對(duì)其進(jìn)行取代改性的研究也有較多的報(bào)道。然而對(duì)于取代改性

2、的LaMnO3，其化學(xué)組成與對(duì)應(yīng)催化活性之間的關(guān)系仍有待深入的研究。本文通過(guò)對(duì)制備途徑與工藝的優(yōu)化制備了LaMnO3以及不同Ca取代量的La1-xCaxMnO3納米顆粒，對(duì)其進(jìn)行了表征和電化學(xué)性能測(cè)試。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)通過(guò)溶膠-凝膠法和共沉淀法分別制備了LaMnO3納米顆粒，對(duì)其進(jìn)行了XRD，SEM，BET等表征。將納米顆粒按10％～60％的不同質(zhì)量比與VulcanXC-72導(dǎo)電炭黑混合，在0.1 M KOH水溶

3、液中進(jìn)行了電催化活性的測(cè)試，比較了工藝不同對(duì)催化活性的影響。結(jié)果顯示溶膠-凝膠法制備的樣品按20 wt％與導(dǎo)電劑混合時(shí)具有最佳的性能，電極轉(zhuǎn)速為1600rpm時(shí)質(zhì)量電流密度達(dá)106.8mA·mg-1。
　　 (2)制各了不同Ca取代量的La1-xCaxMnO3(x=0.1～0.4)納米顆粒，對(duì)其進(jìn)行了XRD，ICP，SEM，EDX，TEM，XPS等表征，進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)La0.7Ca0.3MnO3具有最高的催化活性，電