水热法制备的MgMn2O4：高效氧还原电催化剂性能研究

本研究论文聚焦于"首发表于《中国科技论文在线》的MgMn2O4的制备及其在氧还原反应中的电催化性能"，由侯瑞和雷鸣两位作者合作完成，侯瑞是北京邮电大学理学院物理学在读研究生，雷鸣则担任副教授，主要研究方向集中在纳米材料与器件及其相关基础科学问题上。他们采用水热法制备纳米级别的MgMn2O4，这是一种非贵金属氧还原电催化剂，旨在推动燃料电池技术的发展。 在实验过程中，研究团队选择了乙酸锰和乙酸镁作为主要原料，通过简便的溶胶-热处理方法合成催化剂，并通过X射线衍射(XRD)技术对催化剂的晶体结构进行了深入分析，以了解其微观形貌和晶格特性。此外，场发射电子扫描显微镜(FESEM)也被用来进一步探究催化剂的表面形态和孔隙结构。 实验的核心内容是对MgMn2O4在碱性环境下的电催化性能进行评估，包括氧还原反应的活性、稳定性和抗甲醇中毒性。通过循环伏安法(CV)和旋转圆盘技术，研究人员得以定量测量催化剂在氧气还原过程中的电流密度，结果显示，MgMn2O4表现出相当高的活性，其极限电流密度接近于商业铂碳(Pt/C)催化剂的标准，这显示出其潜在的应用价值。 值得注意的是，该催化剂在稳定性方面超越了Pt/C催化剂，且展现出良好的抗甲醇中毒性，这对于燃料电池中的电解质层来说是一个重要的优势，因为甲醇的积累可能会降低催化剂的性能。因此，这项研究不仅揭示了MgMn2O4作为一种替代贵金属催化剂的可能性，还为改进燃料电池的性能提供了新的思路。 这篇首发论文不仅详细介绍了MgMn2O4的制备工艺，还对其在实际应用中的电化学性能进行了深入探讨，为非贵金属氧还原催化剂的研究开辟了新的路径，对于推动绿色能源技术的发展具有重要意义。