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燃料电池作为如今替代传统化石能源的新能源,拥有能量转化效率高,应用广泛且环境友好的特点。电池电极发生的氧还原与氧析出反应是决定电池性能最为重要的两个反应,但在实际应用中这两个反应缓慢低效,阻碍了电池的实际应用。电催化剂是一类可以加速电极反应从而改善电池性能的一类材料,因此研究性能优良的电催化剂具有重要的意义。尖晶石型氧化物AB2O4(A和B都是过渡金属)是一类具有代表性可用作氧还原和氧析出电催化的材料,其催化活性和稳定性表现都很优秀,是电催化材料的热门研究项目。但FeCo2O4由于其元素组成复杂因而关于其研究不如ZnCo2O4,NiCo2O4热门。FeCo2O4的晶体结构中,Co2+位于四面体心,而Co3+和Fe3+位于八面体中心,B位的Fe3+和Co3+使得过渡金属原子的的3d轨道和2p轨道具有更宽的重叠,这可以使电化学反应过程中决定反应速率的步骤的电子转移更加有效,从而加强电催化活性。还原氧化石墨烯(rGO)具有的高电导率和高比表面积可以加速电荷传输和提供更多的活性位点从而加快电化学反应过程。同时,据研究表明,Mn作为一种具有多种价态的过渡金属,在电催化领域一直表现突出。这些条件为优化FeCo2O4尖晶石型材料的性能提供了可能。论文在研究过程中将应用电解池作为氧催化性能测试的实验环境并严格控制实验条件,确保获得真实可靠的实验结果。论文工作如下:(1)运用水热法制备的CoFeCoO4,通过XRD测试得到样品的晶体结构信息,运用SEM和N2吸附-解吸附方法分别测试出样品的纺锤体形貌和多孔结构,再将CoFeCoO4与rGO组装形成CoFeCoO4/rGO复合物,这种材料表现出比CoFeCoO4更强的氧还原性能。与代表性的Pt/C对比,CoFeCoO4/rGO稳定性更好。同时还研究了样品的氧析出性能,实验结果表明CoFeCoO4/rGO可作为双功能型催化剂。(2)将FeCo2O4中的部分Co元素用Mn掺杂制备了FeCo1.6Mn0.4O4微米球,并运用表征方法测试了样品的晶体结构、形貌等信息,同时测试了样品和Pt/C的氧还原电化学性能以及稳定性,实验结果对比表明样品可作为氧还原电催化剂。本文分别制备了一种双功能型催化剂CoFeCoO4/rGO和一种氧还原性能良好的电催化剂FeCo1 6Mn0 4O4。