ag在堿性介質(zhì)中作氧還原催化劑綜述-資料下載頁(yè)
2025-06-25 05:58本頁(yè)面
【正文】 使電位甚至比Pt (20 wt%)/C還正30 mV, 但在質(zhì)量活性(125＜136 mA/mg)和轉(zhuǎn)移電子數(shù)上(＜4)都小于Pt (20wt%)/C, 他們由此三組電化學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)推測(cè), 分子氧先被MnOx還原為HO2－, HO2－可在Ag表面游離或游離至AgMnOx 界面, 在集團(tuán)效應(yīng)和配體效應(yīng)的雙重影響下發(fā)生歧化或氧還原反應(yīng)。 過(guò)渡金屬氧化物的加入在一定程度上改善了催化活性, 且合成過(guò)程不算復(fù)雜, 值得繼續(xù)研究下去, 另一方面, 在堿性燃料電池中已有研究的鈣鈦礦型、尖晶石型和燒綠石型過(guò)渡金屬氧化物催化劑也可考慮與Ag復(fù)合加以研究。二、合成方法（常見(jiàn)） 取商業(yè)化的石墨烯進(jìn)行氧化得GO，與AgNO3溶液進(jìn)行混合，將裝有二者混合的容器置于5℃冰水中冰浴6h，劇烈攪拌。 NaBH4, 攪拌12h，使Ag+和GO進(jìn)行還原得到rGO（C）和Ag，形成泥漿物，最后用去離子水進(jìn)行清洗、離心和冷凍干燥，得到Ag/rGO（C）。 取559mg ，加入50ml去離子水中， NaBH4進(jìn)行劇烈攪拌形成Ag膠體。將所制備的Ag膠體與在水中分散的XCV72R碳黑進(jìn)行混合，70℃下加熱8h。最后得到Ag/C。（檸檬酸鈉可以經(jīng)常用來(lái)控制膠體的形成？？） 將商業(yè)化的碳黑或石墨在CO2氛圍中進(jìn)行高溫下（~700℃）加熱活化，這樣可將碳材料表面的一些雜志除去，同時(shí)也增大了碳材料表面的微孔率。再將活化后的碳與AgNO3溶液在真空狀態(tài)下混合12h,最后進(jìn)行干燥清洗得Ag/C。參考文獻(xiàn)1：Radiolitically synthesized nano Ag/C catalysts for oxygen reduction and borohydride oxidation reactions in alkaline media, for potential applications in fuel cells（先將具有鹵素離子的鹽類(lèi)與碳材料進(jìn)行混合，再將AgNO3加入形成沉淀，最后在N2H4下進(jìn)行還原）此法可結(jié)合MnO2進(jìn)行合成AgMnO2/C?參考文獻(xiàn)2：Particle size effects for oxygen reduction on dispersed silver + carbon electrodes in alkaline solution（常見(jiàn)）參考文獻(xiàn)3：Electrochemical deposition of silver on manganese dioxide coated reduced graphene oxide for enhanced oxygen reduction reaction（直接將GO和Mn鹽溶液、AgNO3進(jìn)行混合）參考文獻(xiàn)4：Preparation of a Ag–MnO2/graphene posite for the oxygen reduction reaction in alkaline solution（先水熱法制備MnO2，再利用溶劑將AgNO3進(jìn)行還原沉積）參考文獻(xiàn)5：Ag nanoparticlemodified MnO2 nanorods catalyst for use as an air electrode in zincair battery（裂解高錳酸銀）參考文獻(xiàn)6：One step synthesis of carbonsupported Ag/MnyOx posites for oxygenreduction reaction in alkaline media三、總結(jié)與發(fā)展應(yīng)用 促使ORR按4e反應(yīng)途徑進(jìn)行及提升ORR反應(yīng)速率對(duì)提升空氣電極性能有至關(guān)重要的作用, 而這又主要依賴(lài)催化劑的性能, 通過(guò)本文對(duì)銀催化劑研究的簡(jiǎn)要論述, 我們認(rèn)為, 銀基催化劑相對(duì)于Pt基催化劑都表現(xiàn)出了在堿性溶液中壽命長(zhǎng)、耐受甲醇等特點(diǎn), 且轉(zhuǎn)移電子數(shù)大都在3以上甚至達(dá)到4, 雖然起始電位(或半波電位)略負(fù)于Pt, 極限或峰電流密度也都略低于Pt, 但是, Pt在堿性溶液中并不穩(wěn)定, 這主要是因?yàn)樵谶@種環(huán)境下Pt的表面會(huì)生成一層氧化物, 這層氧化物會(huì)阻礙氧分子的吸附(比如易吸附OHad, 由于Pt表面的OHad不可逆,因而就會(huì)占用氧吸附位), 且隨著pH值的增大這種現(xiàn)象就愈加明顯。對(duì)于Ag而言, 就基本不存在這種問(wèn)題, 因?yàn)锳g表面的OHad可逆, 這就是我們說(shuō)Ag比Pt更適合應(yīng)用在以堿性溶液為電解液的電池體系中的重要原因之一, 如果再考慮上價(jià)格和儲(chǔ)量因素, 銀基催化劑的整體優(yōu)勢(shì)就更加明顯. 然而, 目前銀基催化劑的ORR機(jī)理還不是很清楚, 這也是現(xiàn)在大多ORR催化劑面臨的共同問(wèn)題。銀基催化劑不僅可以用于AFC, DMFC, MAB, 由于雙電解質(zhì)鋰空氣電池中水電解質(zhì)目前多采用堿性水電解質(zhì), 銀基催化劑還有望用于雙電解質(zhì)鋰空氣電池等體系。 而且濃的堿性水電解質(zhì)也具有弱質(zhì)子特性, 與有機(jī)體系類(lèi)似, 因此, 在堿性溶液中能成功應(yīng)用的銀基催化劑也有可能應(yīng)用在采用有機(jī)體系空氣電極的電池系統(tǒng)(如: 有機(jī)電解質(zhì)鋰空氣電池)中, 這也使銀基催化劑研究具有了更廣泛的意義. 下表為各主要銀基催化劑的催化性能對(duì)比
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