光催化材料和固體氧化物燃料電池電極材料的制備.pdf

1、一.利用太陽(yáng)能光催化分解水制氫是從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度解決人類當(dāng)前嚴(yán)峻的能源問題和境問題的一條重要途徑。TiO2被認(rèn)為是最有希望的光催化材料,但是光催化分解水制氫速率較低,可見光響應(yīng)差的缺點(diǎn)限制了它的大規(guī)模應(yīng)用。本文以提高TiO2光催化水分解制氫催化效率和研制在可見光下具有更高光催化水分解產(chǎn)氫活性的本文采用陽(yáng)極氧化法制備二氧化鈦納米材料,考察不同電解液體系(NH4F體系和HF雜多酸體系)對(duì)TiO2納米形貌的影響。微波法摻Pt改性TiO2的可見光催化

2、活性,得到以下研究結(jié)果:
　　 (1)不同體系的電解液電解得到的二氧化鈦納米材料是不同的,HF與POM雜多酸的電解液體系在電解過程中易生成二氧化鈦納米線或者二氧化鈦納米帶,而NH4F體系的電解液在鈦片表面生成排列有序的二氧化鈦納米管。二氧化鈦納米材料光降解甲基橙的實(shí)驗(yàn)表明:二氧化鈦納米管對(duì)分解有機(jī)物有較好的光催化活性。
　　 (2)考察電解時(shí)間,電壓和電解液濃度等條件對(duì)TiO2納米形貌的影響。得出制備二氧化鈦納米管陣列的

3、最佳條件是:NH4F的濃度為0.03-0.06mol/L,電解電壓為60V,電解時(shí)間為8-10h,在此條件下得到的二氧化鈦納米管陣列的內(nèi)徑在90～120nm范圍,管壁較厚,為35nm左右,并且管壁光滑,管與管之間排列較緊密。
　　 (3)為了獲得高活性可見光響應(yīng)的分解水制氫光催化劑,采用Pt對(duì)TiO2進(jìn)行了摻雜,并對(duì)其特性及其氙燈照射下的光催化活性進(jìn)行了考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Pt提高了TiO2對(duì)可見光的吸收,提高了TiO2可見光分解水

4、制氫活性,可達(dá)到3.67μmol/(gcat·h)。
　　 二.中低溫固體氧化物燃料電池(Solid oxide fuel cell,SOFC)是當(dāng)前能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)陰極微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化和抗積碳的陽(yáng)極雙鈣鈦礦型材料兩個(gè)個(gè)中低溫SOFC面臨的關(guān)鍵問題,選用Pr0.6Sr0,4Co0.2Fe0.803-δ(PSCF)作為陰極材料,引入納米結(jié)構(gòu)對(duì)電極微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì),并對(duì)電池電極的制備及性能展開了系統(tǒng)的研究。Sr2-xE

5、uxCrMo1-yNby06-δ為陽(yáng)極材料,探討了將其作為SOFC陽(yáng)極材料的可行性。主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)采用六次甲基四胺和EDTA-檸檬酸兩種方法,制備Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(PSCF)陰極材料,考察合成方法對(duì)PSCF粒徑和形貌的影響,繼而對(duì)對(duì)稱電池極化阻抗的影響,結(jié)果表明六次甲基四胺方法在合成SOFC電極材料方面更具有優(yōu)勢(shì)。
　　 (2)用溶膠凝膠工藝制備Sr2-xEuxCrMo