Pt-TiO2-SiO2介孔材料的制備及可見光光降解性能研究和小型氫-空燃料電池的組裝與性能研究.pdf

1、本論文綜述了兩方面的內(nèi)容:
　　一、介孔材料的合成、改性以及應(yīng)用;
　　二、燃料電池的關(guān)鍵材料、流場(chǎng)板設(shè)計(jì)以及燃料電池的應(yīng)用。合成了具有大孔徑結(jié)構(gòu)且負(fù)載了Pt的TiO2-SiO2介孔材料,并研究了其應(yīng)用;組裝并測(cè)試燃料電池堆。
　　主要研究工作如下:
　　1.采用TTIP和TEOS在不同pH值酸性溶液情況下的水解和濃縮,一種新的反應(yīng)合成介孔材料TiO2-SiO2,又采用光還原的方式合成負(fù)載Pt的TiO2-SiO2

2、介孔催化劑。用XPS、氮?dú)馕?脫附等手段對(duì)材料進(jìn)行了表征,表征表明材料是有序狀態(tài),且材料的比表面積大。在無Si時(shí)介孔材料BET表面積僅為50m2/g,介孔材料BET表面積隨著Si/Ti比值增加而增加。結(jié)果表明Si/Ti不同比值所合成的負(fù)載Pt的TiO2-SiO2介孔催化劑表現(xiàn)出不同的孔徑和不同的比表面積,介孔材料的BET表面積情況分析可以反映出介孔材料的表面積隨著SiO2/TiO2比例增加而增加,Ti-Si混合氧化物介孔材料的表面積隨

3、孔徑減小而增加,而孔徑隨Ti在Si骨架中的介孔材料中的增加而孔徑減小,并存在一個(gè)最佳的Si/Ti比值。
　　在催化劑應(yīng)用方面,本論文采用可見光作用下對(duì)甲基橙進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,負(fù)載了Pt的光催化劑的催化性能明顯好于未負(fù)載Pt的光催化劑,負(fù)載了Pt的催化劑中,催化劑性能2>1>0.5>0.4(Si/Ti的比值)。其次,對(duì)介孔材料的合成機(jī)理和光催化機(jī)理也進(jìn)行了討論。
　　2.本文采用浸漬還原法制備40％Pt/C電催

4、化劑,并采用XRD對(duì)催化劑進(jìn)行能表征分析。分析表明催化劑徑粒大小達(dá)到2.9nm,所制備的催化劑具有很好的催化活性。
　　由于以前研究者所采用的流場(chǎng)板和膜電極具有許多不良的因素,使得所設(shè)計(jì)的燃料電池堆性能也受到很多影響因素,致使電池效率低。本文自行設(shè)計(jì)了一種新型的蛇形流場(chǎng)板,設(shè)計(jì)一種新的膜電極的制作方式;并組裝了小型氫-空燃料電池堆,且對(duì)電池堆進(jìn)行了性能測(cè)試。
　　性能測(cè)試的結(jié)果表明,單電池最高電壓0.92V,最大功率密度達(dá)到