CA摻雜Pd的結(jié)構(gòu)及其吸氫性能研究.pdf

1、碳氣凝膠作為一種新型納米多孔材料具有許多優(yōu)異的性能，如比表面積高，質(zhì)量密度低，納米級連續(xù)孔隙，納米級骨架碳微粒以及非晶態(tài)結(jié)構(gòu)等特性，這有利于增強其表面吸附性能，再加上其結(jié)構(gòu)可控、尺寸可調(diào)和易于摻雜等優(yōu)異特性，是一種理想的儲氫材料。碳氣凝膠是通過多官能團的酚類化合物和醛在堿性催化劑作用下，經(jīng)過溶膠-凝膠、酸洗老化、溶劑交換、超臨界干燥以及高溫碳化過程制備而成。碳氣凝膠在力學、聲學、電學、熱學以及光學等領(lǐng)域都有潛在的應(yīng)用價值。在激光慣性約束

2、聚變(ICF)實驗研究及民用儲氫方面的應(yīng)用研究備受關(guān)注。
　　 由于目前用于物理吸附的儲氫材料均不能滿足實際需求，因此，本論文根據(jù)金屬鈀與氫有很強的親和力，且對氫分子的分解具有催化作用這一性能，將金屬鈀與氣凝膠進行摻雜研究，以期改善碳氣凝膠的網(wǎng)絡(luò)孔隙結(jié)構(gòu)并獲得更高的吸附性能。
　　 本論文首先采用了離子交換法實現(xiàn)金屬鈀與碳氣凝膠的摻雜，以2，4-二羥基苯甲酸和甲醛為前驅(qū)體，依次通過溶膠-凝膠合成、酸洗老化、離子交換(Pd

3、Cl2溶液)、溶劑交換、超臨界干燥以及高溫碳化六個過程制備出鈀摻雜碳氣凝膠材料，對其制備工藝控制進行討論并采用熱重、紅外光譜、TEM、XEM、EDS、XRD、N2吸附-脫附等溫線、H2吸附-脫附等溫線對其進行結(jié)構(gòu)和氫吸附性能表征，分析不同碳化溫度對其結(jié)構(gòu)的影響。在液氮溫度和低壓(0～1atm)下的氫吸附量約為2.0wt％。
　　 本論文又采用脈沖電沉積法，以事先制備好的碳氣凝膠作為陰極，在制備過程中，通過改變不同的工藝參數(shù)，如占

4、空比、電流密度和電沉積時間，制備了不同參數(shù)條件下的鈀碳氣凝膠復合材料，對其微觀結(jié)構(gòu)與氫吸附性能進行研究。當電沉積時間為5min時，其比表面積高達965m2g-1。鈀的最大摻雜量高達32wt％。在液氮溫度和低壓(0～1atm)下的氫吸附量約為1.8wt％。
　　 本論文的創(chuàng)新點在于首次采用脈沖電沉積法將金屬鈀摻雜到碳氣凝膠的網(wǎng)絡(luò)孔隙結(jié)構(gòu)中，并將以不同合成方法制備出的鈀摻雜碳氣凝膠材料進行結(jié)構(gòu)和吸附性能比較，為儲氫和其它氣體填充等后