介孔碳负载钙钛矿型 LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) 复合纳米结构的制备及性能研究

基本信息
批准号:61874013
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:王永钢
学科分类:
依托单位:北京邮电大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王浩,梁策,王青敏,张巧璇,陶念,耿亮,于天麟,李秋卉
关键词:
复合纳米结构介孔碳钙钛矿性能
结项摘要

The perovskite-type metal oxides LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) exhibit great application potential as catalysts for oxygen reduction reaction and oxygen evolution reaction. However, there are serious problems limit their application, such as reduced active surface areas, large polarization resistance, poor stability and short lifetime. In this project, based on the special structure of mesoporous carbon, the composite catalysts of perovskite-type metal oxides LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) nanocrystals anchored in mesoporous carbon will be investigated.Employing the direct recombination or in-situ growth method, the perovskite-type metal oxides LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) nanocrystals loading on mesoporous carbon uniformly, by adjusting the original reagents, solvents, surfactants, time, temperature and other parameters. The addition of mesoporous carbon reduces the agglomeration and crystal growth of perovskite-type metal oxides. Moreover, the electronic transmission and stability can be enhanced enormously due to the coating of mesoporous carbon with an excellent conductivity. In addition, the transmission of electrode reactants through abundant mesoporous can further promote the catalytic performance. The internal relations between micro-morphology and structure of the composite catalysts and their activity, stability and resistance to poison will be discussed, which will provide a theoretical and technical support for the development of electrocatalyst on perovskite-type metal oxides.

钙钛矿型金属氧化物 LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) 作为氧还原反应和氧析出反应催化剂材料拥有着巨大的应用潜能,但也受到了表面活性面积低、电化学极化内阻高、稳定性差、寿命短的限制。结合介孔碳的独特结构,本项目拟开发介孔碳负载钙钛矿氧化物 LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) 纳米晶体复合催化剂。采用直接复合和原位生长的方式,通过调节原始反应物种类、溶剂、表面活性剂、时间、温度等工艺参数,实现不同金属元素组分钙钛矿氧化物 LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) 纳米晶体在介孔中的均匀负载。利用介孔碳载体的影响降低纳米晶体的团聚和尺寸增长、改善催化剂电子传导速率和稳定性。同时,大量介孔的存在能加强电极反应物的传递,推进催化反应进程。重点研究介孔碳负载钙钛矿型 LaBO3 (B = Mn,Fe,Co,Ni) 复合催化剂微观形貌和结构与催化活性、稳定性以及抗毒化性。

项目摘要

钙钛矿型金属氧化物LaBO3 (B=Mn,Fe,Co,Ni)作为氧还原反应和氧析出反应催化剂材料拥有着巨大的应用潜能,但也受到了表面活性面积低、电化学极化内阻高、稳定性差、寿命短的限制。结合介孔碳的独特结构,本项目已开发出高性能的介孔碳负载钙钛矿氧化物 LaBO3 (B=Mn,Fe,Co,Ni) 纳米晶体复合催化剂。采用直接复合和原位生长的方式,通过调节原始反应物种类、溶剂、表面活性剂、时间、温度等工艺参数,实现不了同金属元素组分钙钛矿氧化物 LaBO3 (B= Mn,Fe,Co,Ni) 纳米晶体在介孔中的均匀负载。同时利用介孔碳载体降低了纳米晶体的团聚和尺寸增长、改善了催化剂电子传导速率和稳定性。研究发现大量介孔的存在能加强电极反应物的传递,推进催化反应进程。重点研究了介孔碳负载钙钛矿型LaBO3 (B=Mn,Fe,Co,Ni) 复合催化剂微观形貌和结构与催化活性、稳定性以及抗毒化性。并进一步阐明了LaBO3 纳米晶体在碳载体上生长的机理。探究了介孔碳对LaBO3 纳米晶体形貌、尺寸、分散性的影响,分析材料的催化性能,并揭示了介孔碳载体影响电催化性能的内在机制,进而设计并制备出活性、稳定性俱佳的电催化剂。本项目将为制备LaBO3/介孔碳复合催化剂提供理论依据和实验指导,为钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的发展提供新的思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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