四元尖晶石型纳米晶体MCoxMn2-xO4 (0<x<2,M= Cu、Zn、Mg)的制备与性能研究

基本信息
批准号:61574020
项目类别:面上项目
资助金额:68.00
负责人:雷鸣
学科分类:
依托单位:北京邮电大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:毕科,吴真平,黄凯,梁策,徐新,周彦飞,叶春霞,赵丽妍,王青敏
关键词:
氧析出性能纳米晶体氧还原性能赝电容性能四元尖晶石
结项摘要

Combining sol-gel or co-precipitation method with high-temperature calcination, through parameter optimization including control of type and addition proportion of templates, concentration and type of precursors, reaction time and temperature, the controllable synthesis of quaternary spinel transition metal oxide nanocrystals MCoxMn2-xO4 (M = Cu、Zn、Mg) will be realized using various transition metal salt mixture. The components, morphologies, size, specific surface area, oxygen reduction/evolution activity and pseudocapacitance performances of the as-prepared nanocrystals will be characterized in detail. Moreover, the distribution behavior of different metal cations with various valence states in the spinel lattice will also be systematically studied to reveal the inherent laws of the structure-function relationship between the components, microstructure of nanocrystals and oxygen electrode bifunctional electrocatalytic activities, pseudocapacitance performances of the as-prepared nanocrystals. These research results will broaden the understanding on the quaternary spinel-type oxide nanocrystals and further increase the application value of the MCoxMn2-xO4 nanocrystals in science, technology and industry fields.

本项目拟采用溶胶-凝胶或共沉淀结合高温煅烧的方法,以不同的四元过渡金属盐混合前驱体为初始反应物,通过控制热处理的反应温度、时间、前驱体的浓度、模板剂的种类及其与前驱体的质量比等参数,控制合成四元尖晶石型过渡金属氧化物纳米晶体MCoxMn2-xO4 (M = Cu、Zn、Mg),并全面表征此类纳米晶体的化学组分、尺寸、形貌、比表面积、氧还原/氧析出反应(ORR/OER)活性以及赝电容性能。进一步研究不同价态金属阳离子在尖晶石晶格结构中的分布行为,获得纳米晶的组分、微观结构特性与其氧电极双效电催化活性、赝电容性能之间构-效关系的基本规律,从而加深对四元尖晶石型过渡金属氧化物纳米晶体的认识,提高其在科学技术与工业生产等领域的应用价值。

项目摘要

本项目采用溶胶-凝胶、共沉淀结合高温煅烧以及水热合成等方法,以不同的四元过渡金属盐混合前驱体为初始反应物,通过控制热处理的反应温度、时间、前驱体的浓度、模板剂的种类及其与前驱体的质量比等参数,控制合成多种四元尖晶石型过渡金属氧化物纳米晶体MCoxMn2-xO4 (M = Cu、Zn、Mg),并全面表征此类纳米晶体的化学组分、尺寸、形貌、比表面积、氧还原/氧析出反应(ORR/OER)活性。研究了不同价态金属阳离子在尖晶石晶格结构中的分布行为,获得纳米晶的组分、微观结构特性与其氧电极双效电催化活性之间构-效关系的基本规律。目前已发表相关的SCI论文32篇,申请国家发明专利6项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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