鈣鈦礦型La1-xCaxCoO3雙效氧電極的研究及應(yīng)用.pdf

1、本論文以系統(tǒng)研究鈣鈦礦型雙效氧電極的電化學(xué)性能為工作目的。選擇La1-xCaxCoO3為研究對象，從La1-xCaxCoO3的B位Ca摻雜量入手，篩選出對氧還原和氧析出都具有高催化活性的La0.6Ca0.4CoO3作為雙效氧電極的催化劑。
　　 為了進一步提高催化劑的催化活性和導(dǎo)電性，首次采用化學(xué)還原法將金屬銀包覆在La0.6Ca0.4CoO3催化劑表面，并將該二元催化劑應(yīng)用于雙效氧電極的研究，運用多種物理、化學(xué)的分析和測試手段

2、及電化學(xué)研究方法，系統(tǒng)研究了銀-La0.6Ca0.4CoO3二元催化中銀含量對雙功能氧電極電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，與單元催化劑的La0.6Ca0.4CoO3雙效氧電極相比，二元催化劑的銀-La0.6Ca0.4CoO3雙效氧電極具有更好的電化學(xué)性能，并且認(rèn)為3 wt.％載銀量為最佳。
　　 首次采用改進的檸檬酸-硝酸鹽自燃法制備出具有高比表面積的納米多孔的La0.6Ca0.4CoO3催化劑，通過TG-DSC、XRD、SEM和粒

3、徑分布等測試手段確定了最佳的煅燒溫度和造孔劑用量，并將其用于雙效氧電極中。通過對該系列雙效氧電極的陰極和陽極穩(wěn)態(tài)極化曲線測試、恒電流測試和循環(huán)性能測試，發(fā)現(xiàn)納米多孔的La0.6Ca0.4CoO3具有更好的催化活性，并將改善的電化學(xué)性能歸咎于其高比表面積和新穎納米多孔形貌
　　 采用電化學(xué)交流阻抗研究La0.6Ca0.4CoO3雙效氧電極的電極過程，利用Z-view2.0軟件對Nyquist曲線進行了非線性擬合并提出了相應(yīng)的等效電

4、路。擬合實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙效氧電極過程主要是由高頻區(qū)的多孔電極固有阻抗和低頻區(qū)的電子轉(zhuǎn)移與活性物質(zhì)擴散電阻構(gòu)成。同時，采用該等效電路研究了銀-La0.6Ca0.4CoO3二元催化劑和高比表面積的納米多孔La0.6Ca0.4CoO3催化劑的雙效氧電極的電極過程。實驗結(jié)果表明，納米多孔La0.6Ca0.4CoO3和銀-La0.6Ca0.4CoO3催化劑的引入不僅可以降低多孔電極的固有阻抗而且還可以提高催化劑對氧析出/還原的催化活性，從而提高了

5、雙效氧電極的電化學(xué)性能和循環(huán)性能。
　　 研究了高比表面積的納米多孔La1-xCaxCoO3(0.2≤x≤0.5)鈣鈦礦型氧化物對H2O2電還原活性，使用循環(huán)伏安法和恒電流法，測試了La1-xCaxCoO3系列化合物對于過氧化氫的電催化還原性能。同時也檢測了La1-xCaxCoO3化合物中La與Ca的比例及煅燒溫度對其催化性能的影響。在La1-xCaxCoO3系列化合物中，650℃煅燒的La0.6Ca0.4CoO3展現(xiàn)出最佳的催