電解煤漿制氫陽極催化劑及反應機理的研究.pdf

1、能源是支撐社會經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前人類使用的能源是以石油、煤炭等為代表的化石燃料為主，化石燃料是一種有限的、不可再生的資源，大量使用的同時也帶來了嚴重的環(huán)境污染.我國是以煤炭為主要能源的國家，但是目前煤炭利用率低，污染嚴重。發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，提高煤炭利用效率、減少污染物排放對我國國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。氫能作為綠色能源，有著諸多優(yōu)點。根據(jù)我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)特點，大力發(fā)展以煤炭為原料制取氫氣的技術(shù)，可以解決煤的清潔利用和新能

2、源氫氣的開發(fā)-21世紀的兩大課題，因此具有極大的研究價值和現(xiàn)實意義。 本文對電解煤漿制氫這一新的技術(shù)進行了研究，主要致力于解決煤漿電解制氫所需的高活性催化電極這一關(guān)鍵問題。首先我們制備了Ti基鉑鐵合金催化電極。對Ti基體進行前處理，通過恒電流法和熱處理相結(jié)合的方法首次成功地制備了Ti/Pt-Fe合金電極。通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、電子能譜(EDS)以及等離子發(fā)射光譜(ICP)等方法對所制備電極表面形貌、組分的

3、合金化程度、催化層成分組成以及電極壽命等進行了表征；在煤漿電解過程中，采用兩電極體系，對所制備電極的電催化活性進行了測試。結(jié)果表明：所制備的電極表面呈層狀結(jié)構(gòu)，且有大量峰形突起，催化層形成了PtFe合金，合金化程度較高，與同面積的鉑片電極、Ti/TiO2Pt-Ru電極相比，大大提高了電催化活性，降低了電極成本。 電極的催化活性雖得到了較大的提高，但長期以來對煤漿電解制氫機理的研究卻少見報道。加深對煤漿電解制氫機理的認識無疑會有利