导　　师： 任祥忠

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 在全球提倡开发使用绿色高效的新能源时代,锂空气电池因以氧气作为阴极反应物,而具有极高的理论能量密度,引起越来越多的关注。然而其充放电过电位高,低倍率性能和低循环稳定性差等因素严重制约着锂空气电池的应用。由于空气电池正极上氧还原反应速率慢和高的过电势都直接制约电池的性能,所以科研工作者认为具有电催化活性的多孔材料作为锂空气正极材可以改善电池性能。目前为止,商业化的铂碳是一种拥有较高氧还原反应(ORR)电催化活性的催化剂,但是有限的产量和极高的价格限制了其大规模的应用。因此,设计研发出高效的非铂催化剂具有深远的意义。研究表明,钯与铂具有类似的电子结构、电化学性能,在碱性条件下表现出较高氧还原反应催化活性,且具有成本优势,是一种可替代铂的贵金属。然而,商业钯碳ORR催化活性只有铂碳的五分之一。本文认为可以通过两种途径在降低钯用量的同时,又能提高其ORR催化效率。(1)钯与非贵金属(Ni、Cu、W等)纳米合金化,降低Pd合金催化剂中Pd的含量;(2)制备非金属元素掺杂的多孔碳载体,两者具有多层次的协同作用,从而在减少钯用量的基础上展现出更高的催化效率。综上所述,本文开展了以下的工作:1.采用自由基聚合法,以丙烯腈为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,3-巯基丙酸作为链转移剂,原位合成了氮硫共掺杂液态丙烯腈低聚物(ANT),通过预氧化和碳化后得到氮硫共掺杂碳材料,并研究了丙烯腈单体与链转移剂比例对最终制备的碳材料中氮硫含量的影响。热重分析(TGA)和红外光谱(FTIR)结果表明,单体与链转移剂摩尔比为1:0.8时制备的ANT,经热处理后,发生了交联环化反应,-CN三键能够形成含有C=C和C=N双键的交联结构,具有较高的碳收率;元素分析表明此时的低聚物氮硫原子相对含量分别是3.23%和4.35%,电化学�

关 键 词： 氧还原反应 丙烯腈低聚物 氮硫共掺杂蜂窝碳 基纳米合金 锂空气电池

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