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.利用太陽能光催化分解水制氫是從長遠角度解決人類當前嚴峻的能源問題和境問題的一條重要途徑。TiO2被認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,可見光響應差的缺點限制了它的大規(guī)模應用。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驗表明:二氧化鈦納米管對分解有機物有較好的光催化活性。
　　 (2)考察電解時間,電壓和電解液濃度等條件對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的分解水制氫光催化劑,采用Pt對TiO2進行了摻雜,并對其特性及其氙燈照射下的光催化活性進行了考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Pt提高了TiO2對可見光的吸收,提高了TiO2可見光分解水

4、制氫活性,可達到3.67μmol/(gcat·h)。
　　 二.中低溫固體氧化物燃料電池(Solid oxide fuel cell,SOFC)是當前能源領域研究的熱點。本文針對陰極微觀結(jié)構優(yōu)化和抗積碳的陽極雙鈣鈦礦型材料兩個個中低溫SOFC面臨的關鍵問題,選用Pr0.6Sr0,4Co0.2Fe0.803-δ(PSCF)作為陰極材料,引入納米結(jié)構對電極微觀結(jié)構進行改進和設計,并對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為陽極材料,探討了將其作為SOFC陽極材料的可行性。主要的研究內(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PSCF粒徑和形貌的影響,繼而對對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。
　　 (2)用溶膠凝膠工藝制備Sr2-xEuxCrMo