Cu掺杂对Mn-Co尖晶石型化合物作为阴极对微生物燃料电池性能的影响(5)

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实验采用利用水解-水热法制备 MnxCu1−xCo2O4（x=0；0.2；0.4；0.6；1.0)

和 MnxCu1−xCo2O4/ XC-72。

（2）利用各种表征推测、解释中性条件下的氧还原性能通过形貌和价态等表征（TEM、SEM、XRD、FTIR、XPS），确定尖晶石化

合物的组成和形貌；扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）用来观察纳米颗粒大小、纳米颗粒在碳材料上面的分布情况；X 射线衍射和 X 光电子能谱是用来检测材料晶型、物相、表面元素价态；傅里叶红外光谱是用来检测尖晶石型化合物

中金属与氧结合的基团（Metal-O），间接说明存在尖晶石型结构。在三电极体系下，通过 LSV、CV、EIS 等电化学表征，研究材料中性条件

下 ORR 性能、催化剂稳定性和电阻大小，比较不同比例 Cu 掺杂对 Mn-Co 尖晶石化合物的影响，选择最优掺杂比例，并与 Pt/C 比较。

（3）催化剂在 MFC 作为阴极催化剂的性能评价和效益评价构建双室微生物燃料电池，将所制备的催化剂作为阴极催化剂，用于 MFC

中，测试电池最大稳定电压、最高功率密度等电池性能指标，比较不同掺杂比例对电池性能的影响，并 Pt/C 催化剂作对比。此外，从催化剂成本、催化剂更新周期等角度比较制备的催化剂大规模商业应用的可能性。来!自~751论-文|网www.751com.cn

2 实验材料与方法

2.1 研究路线

本实验采取的研究路线如图 2.1 所示。主要进行两部分研究，第一部分是关于催化剂的制备、表征，比较不同比例 Cu 掺杂对 Mn-Co 尖晶石化合物的影响，最终选择最优掺杂比例，比较催化剂并与 Pt/C 的电化学性能；第二部分是将催化剂用于 MFC 阴极材料的研究，并探讨碳负载尖晶石型化合物在微生物燃料电池中取代 Pt 等贵金属催化剂，最终实现商业应用的可能性。