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MgMn2O4的制备及其对氧还原反应的电催化性能研究

2016年

软件

2016, V ol. 37, No. 11

侠盗石川

作者简介: 侯瑞(1992-)，女，研究生，主要研究方向：燃料电池氧还原催化剂。

通讯联系人: 雷鸣，男，副教授。主要研究方向：纳米材料与器件及其先关基础科学问题。

MgMn 2O 4的制备及其对氧还原

反应的电催化性能研究

侯瑞，雷鸣

(北京邮电大学理学院，北京市 100876)

摘要: 通过水热法，以乙酸锰、乙酸镁为原料制备出纳米MgMn 2O 4作为氧还原电催化剂，利用X 射线

衍射仪（XRD ）和场发射电子扫描仪（FESEM ）对催化剂微观结构进行表征，并在碱性溶液中通过循环伏安法和旋转圆盘技术对电催化剂的氧还原活性、稳定性以及抗甲醇中毒性进行研究。结果表明，MgMn 2O 4催化剂具有较高的氧还原活性，极限电流密度与Pt/C 催化剂的相接近，稳定性和抗甲醇中毒性超过Pt/C 催化剂。

行波进位加法器关键词: 燃料电池；非贵金属催化剂；氧还原反应；MgMn 2O 4

中图分类号: O643 文献标识码: A DOI ：10.3969/j.issn.1003-6970.2016.11.029拉丝模激光打孔机

本文著录格式：侯瑞，雷鸣. MgMn 2O 4的制备及其对氧还原反应的电催化性能研究[J]. 软件，2016，37（11）：133-137

Preparation and electrochemical performance of MgMn 2O 4

不符合项报告catalyst towards the oxygen reduction

HOU Rui, Lei Ming

(Beijing University of Posts and Telecommunications (Beijing) School of Sciences, Beijing 100876, China )

【Abstract 】: In this paper. The MgMn 2O 4 nanoparticles was synthetized from Mg(CH3COO)2·4H2O and Mn(CH3COO)2·4H2O by a facile solvothermal process and calcining method. The microstructure of the catalyst was characterized by X-Ray Diffraction measurements and field-emission scanning electron microscopy(FESEM). The electrocatalytic activities for oxygen reduction reaction(ORR), stability and resistance to methanol toxic were investi-gated by Cyclic V oltammetry(CV) and Rotating Disk Electrode(RDE) in alkaline solution. The results showed that the MgMn 2O 4 had high oxygen reduction activity, the limited current density was close to Pt/C catalyst, the stability and resistance to methanol toxic of the catalyst were outstanding than commercial Pt/C catalyst. 【Key words 】: Fuel cell; Non-noble Metal Catalyst; Oxygen Reduction Reaction; MgMn 2O 4

0 引言

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氧还原反应（ORR, the oxygen reduction reaction ）在燃料电池、金属-空气电池等能源应用上起着重要的作用[1,2]。发生在这两种电池体系阴极上的氧还原反应存在过电位高、动力学缓慢等问题，因此需要使用阴极催化剂[3,4]。在过去的几十年中，发现新型阴极催化剂、提高ORR 催化动力成为业内关注的重点。其中，阴极的氧气电催化剂的能量转化率、稳定性和成本是制约能源设备进一步发展的关键因素[5]。

铂和铂基合金材料是目前综合性能最佳的氧还原催化剂，但由于铂的价格昂贵、资源有限，且在

阴极的氧环境下，Pt 及其载体的稳定性差的原因，限制了规模实际应用，因此，寻求非贵金属氧还原电催化剂成为研究热点[4,6]。目前报导可知，碳化物[7-11]、聚合物[12-15]、氮化物[16,17]、过渡金属氧化物和硫化物[18-22]可作为有效的氧还原非贵金属电催化剂。在上述非贵金属电催化剂中，过渡金属氧化物例如锰氧化物拥有储量丰富和环境友好等优点，作为氧还原催化剂材料引起广泛兴趣[20,23-25]。然而，由于电导率低、吸附解离氧能力较差且催化活性位少，含单一金属元素的锰氧化物对氧还原反应的电催化性能仍然有待提高。含多种金属元素的复合锰氧化物例如MnCo 2O 4[23]、CoMn 2O 4[20,26,27]、NiMn 2O 4[28,29]

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标签：催化剂还原研究氧化物

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