钙钛矿型复合氧化物LaNi-%2cx-Fe-%2c1-x-O-%2c3-纳米晶制备探究.pdfVIP

中国化学与物理电源学术年会沦文集 E 燃料电池 钙钛矿型复合氧化物LaNi。Fel．。03纳米晶制备研究 吴海霞潘丽珠宋世栋唐致远 (天津大学化工学院应用化学系，天津，300072) 目前，无论是金属一空气电池，还是燃料电池的电化学核心问题都是如何提高氧电极中 氧化剂在电极过程中的反应活性，即研究和开发高效催化剂。钙钛矿型复合氧化物由于具 有在碱性溶液中比较稳定，催化活性高，耐氧化，价廉，室温下有较高的电子导电性，具 有顺磁性及氧缺陷等优点，成为极有前途的双功能氧电极催化剂。钙钛矿型复合氧化物结 构为AB03。选择A位离子，可以调变B离子和邻近氧离子的性质。对于在钙钛矿氧化物 A位掺杂的研究很多，而B位掺杂的讨论则较少。 进行了表征，证明所合成粉体为正交晶系钙钛矿型复合氧化物，并采用稳态极化曲线考察 了不同催化剂的氧还原催化活性。实验表明纳米级钙钛矿型催化剂LaNio 8Feo203具有良好 的氧还原催化活性。 I 实验 1．1 催化剂的制备 按化学计量比称取所需的硝酸盐，用去离子水溶解后加入适量的柠檬酸，搅拌直至得 到均匀的透明溶液，然后滴加氨水将PH值调至一定值，在适当的温度下脱水得到透明溶 胶，继续脱水直至得到透明凝胶，凝胶经干燥后研细灰化，最后在一定温度下焙烧，即得 到所需催化剂。 i．2 催化剂的表征 对所制得的催化剂进行XRD定性分析。 1．3 电极的制备及电化学性能测试 将催化剂，碳粉，PTFE按一定的比例混合均匀，碾压成膜。然后将催化膜，疏水膜 和Ni网三部分压制得气体扩散电极。 以Hg／HgO电极作为参比电极，钛网作为辅助电极，采用三电极体系，进行稳态极化 曲线的测试。 2 结果与讨论 2．1 XRD晶体表征 催化剂的尺寸，平均粒径在15．25rim之间。 2．2 催化剂氧还原催化活性研究 图1为所制得的几种纳米级催化剂用于双功能氧电极的氧阴极还原极化曲线。 在图1中，我们将所制得的几种催化剂与LaNiO，进行了比较。结果发现：对于按照同 样方法合成的催化剂再经同样方法将催化剂制得的氧电极来说，将LaNiO，在B位搀杂部分 道，钙钛矿型复合氧化物的催化性能主要取决于B位元素的性质，通过B位搀杂，利用B 位元素间的协同作用使催化活性提高。即B位搀杂Fe后，Fe，Ni之间的协同作用使得催化 但不及LaNi。Fe。0，。这表明在B位搀杂适量的Fe后，将会得到氧还原性能最佳的催化剂。 E1 中国化学与物理电源学术年会论文集 E 燃料电池 0O 一02 一。西工，『西工．∞，一、号 ．0 3 i，mA．cm‘2 图1几种氧电极的阴极还原极化曲线 3 结论 自制了几种B位搀Fe的钙钛矿型复合氧化物，通过稳态极化曲线进行比较，发现 LaNi。Fe。0，是具有良好氧还原催化活性的氧电极催化剂。 参考文献： l CHI Ximo-yan(景晓燕)，JINLi—hua(金丽 YU—juan(池玉娟)，WANGZhaa—liang(王占良)，JING ofPower Sources(电源技术)，1999，23(5)：275—278 2 carbonair-electrodesfor R．Manoharan，A．K．Shukla．Oxides