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钙钛矿型双功能氧电极LaNiO3的研究

汇报人：

2024-01-17

目录

引言

实验材料与方法

LaNiO3的制备与表征

LaNiO3的电化学性能研究

LaNiO3的催化性能研究

结论与展望

01

引言

国内研究现状

01

国内在钙钛矿型双功能氧电极的研究方面取得了一定的进展，但主要集中在材料的合成和表征方面，对其催化机制和性能优化方面的研究相对较少。

国外研究现状

02

国外在钙钛矿型双功能氧电极的研究方面较为深入，不仅关注材料的合成和表征，还注重催化机制和性能优化方面的研究，并取得了一系列重要成果。

发展趋势

03

未来钙钛矿型双功能氧电极的研究将更加注重催化机制和性能优化方面的研究，探索新的合成方法和改性手段，提高材料的催化活性和稳定性，推动其在新能源技术中的实际应用。

研究目的

本研究旨在通过深入研究钙钛矿型双功能氧电极LaNiO3的催化机制和性能优化方法，提高其催化活性和稳定性，为新能源技术的发展提供有力支持。

电化学性能测试

通过循环伏安法、线性扫描伏安法等电化学测试手段，研究LaNiO3材料的电化学性能，包括催化活性、稳定性等。

研究内容

本研究将采用实验和理论相结合的方法，对钙钛矿型双功能氧电极LaNiO3进行系统的研究。具体包括以下几个方面

催化机制研究

结合实验结果和理论计算，深入探讨LaNiO3材料的催化机制，揭示其高催化活性的内在原因。

材料的合成与表征

采用不同的合成方法制备LaNiO3材料，并对其结构、形貌、组成等进行详细的表征和分析。

性能优化研究

通过元素掺杂、表面改性等手段对LaNiO3材料进行性能优化，进一步提高其催化活性和稳定性。

02

实验材料与方法

高纯度LaNiO3粉末，用于制备氧电极。

如碳黑或石墨，用于提高电极的导电性能。

如聚四氟乙烯（PTFE）乳液，用于将LaNiO3粉末粘结在电极基底上。

如泡沫镍或碳布，用于支撑和固定LaNiO3粉末。

LaNiO3粉末

导电剂

粘结剂

电极基底

电极制备

将LaNiO3粉末、导电剂和粘结剂按一定比例混合均匀，然后涂覆在电极基底上，并在一定温度下干燥和热处理，得到钙钛矿型双功能氧电极。

电化学性能测试

采用三电极体系，在碱性或酸性电解液中对制备的氧电极进行循环伏安（CV）、线性扫描伏安（LSV）和计时电流（CA）等电化学性能测试，以评估其催化活性和稳定性。

材料表征

利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段对LaNiO3粉末和电极进行结构和形貌表征，以揭示其催化机理和构效关系。

包括天平、搅拌器、涂覆机、干燥箱和热处理炉等，用于电极材料的称量、混合、涂覆、干燥和热处理等操作。

电极制备设备

配备有恒电位仪、恒电流仪和电化学测试软件等，用于进行电化学性能测试和数据采集。

电化学工作站

包括X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等，用于对实验材料进行结构和形貌表征。

材料表征仪器

03

LaNiO3的制备与表征

将La2O3和NiO按化学计量比混合，高温下反应得到LaNiO3。通过控制反应温度、时间和气氛等条件，优化制备工艺。

溶胶-凝胶法

将La和Ni的硝酸盐或醋酸盐溶解在有机溶剂中，形成溶胶，然后经过凝胶化、干燥和热处理等步骤得到LaNiO3。此方法可制备出高纯度、纳米级的LaNiO3粉末。

水热法

在水热条件下，使La和Ni的化合物发生反应，生成LaNiO3。通过调节水热温度、时间和pH值等参数，可控制产物的形貌和粒径。

固相反应法

X射线衍射（XRD）

通过XRD图谱分析，确定LaNiO3的晶体结构和物相组成。钙钛矿结构的特征峰可与标准卡片进行比对，验证产物的相纯度。

拉曼光谱（Raman）

利用拉曼光谱仪对LaNiO3进行振动模式分析，进一步确认其晶体结构和化学键合状态。

红外光谱（IR）

通过红外光谱分析，研究LaNiO3中化学键的振动和转动模式，辅助判断其结构特点。

采用BET法测量LaNiO3的比表面积和孔径分布，了解其表面性质和孔隙结构，为电极性能研究提供重要依据。

比表面积及孔径分析（BET）

利用SEM观察LaNiO3粉末的形貌、粒径和团聚情况。通过不同放大倍数的SEM照片，可以直观地了解产物的微观形貌特征。

扫描电子显微镜（SEM）

通过TEM进一步观察LaNiO3的微观结构，包括晶格条纹、晶界和缺陷等。高分辨TEM（HRTEM）还可揭示原子级别的排列信息。

透射电子显微镜（TEM）

04

LaNiO3的电化学性能研究

采用固相反应法合成LaNiO3粉末，并通过球磨、压制等工艺制备成电极片。

电极制备

将制备好的LaNiO3电极片与电解质、对电极等组装成电池，用于后续的电化学性能测试。

电池组装

循环伏安法（CV）

通过在不同电位下测量电流响应，研究LaNi