杂多酸和金属卟啉的电化学行为及其对氧还原电催化性能的研究

论文摘要

本文主要应用循环伏安法研究了杂多酸、金属钴卟啉和双核Schiff 碱的电化学行为,并考察和比较了对氧气还原的电催化性能。首先,测量了一系列含过度金属离子的杂多酸在氮气和氧气氛下的循环伏安图。实验结果表明,杂多酸具有相似的电化学行为。然而,它们电催化还原氧的性能存在很大的差异,其中,杂多酸CuW4和FeW7 等具有很好的电催化还原氧的性能。电催化性能方面的差异可归因于杂多酸中配位的中心离子的不同。接着,研究了金属钴卟啉修饰电极的电化学行为及对氧还原的催化性能。先后采用了几种方法实施对金属钴卟啉在电极上的修饰,实验中发现,将金属钴卟啉嵌入Nafion 膜修饰金电极上对氧气具有很好的电催化还原性能。同时混合了杂多酸CuW4后,对氧的催化还原能力更显著。研究了类卟啉化合物双核Schiff 碱对氧的电催化还原。初步的实验结果表明,双核Schiff 碱配合物对氧还原有一定的催化作用,但不太显著。通过以上的实验,筛选出了相对较好的氧还原的电催化剂,这就是同时掺杂金属钴卟啉和杂多酸CuW4的Nafion 膜修饰电极。本实验的结果为继续深入研究燃料电池或生物燃料电池中阴极上催化氧的四电子还原反应提供了有价值的参考信息。

论文目录

• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究催化还原氧气的意义
• 1.2 杂多酸及其在催化还原上的应用研究现状
• 1.3 金属卟啉及其在催化还原上的应用研究现状
• 1.4 双核Schiff 碱配合物在催化应用的研究现状
• 1.5 研究内容和目标
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 杂多酸的电化学行为及其电催化行为的研究
• 3.1.1 杂多酸在玻碳电极上的电化学行为
• 3.1.2 杂多酸对氧的电催化还原研究
• 3.1.3 杂多酸在溶液中对过氧化氢的电催化
• 3.1.4 杂多酸修饰玻碳电极上的电化学行为
• 3.1.5 杂多酸修饰电极对氧还原的电催化行为
• 3.2 金属卟啉在金电极上的固定方法及其对催化还原氧的影响
• 3.3 金属卟啉和杂多酸的联合修饰电极及其对催化还原氧的影响
• 3.4 双核schiff碱的电催化行为
• 第四章 结论
• 第五章 参考文献
• 致谢
• 论文独创性声明
• 论文使用授权声明