高比表面積鎳(氧化鎳)泡沫制備及其性能的研究.pdf

1、可持續(xù)能源的發(fā)展在全世界范圍內(nèi)引起了廣泛的關(guān)注。全球氣溫迅速的增加和能源危機帶來的恐慌正在促進可再生氫能經(jīng)濟潛在利益分配達成一致意見。在氫能經(jīng)濟中，利用太陽能電解水，得到氫氣和氧氣是一個可行的方案。為了在水電解過程中減少能量消耗，除了研究鉑催化劑之外，以鎳、鎳合金和鎳基復合物為原料的電極材料得到了廣泛研究。在本課題中，通過溶膠凝膠的辦法，制備了一種具有開孔結(jié)構(gòu)新型泡沫鎳。
　　在本課題中，使用了兩組混合物來合成泡沫鎳。第一組是以在

2、大于100℃的烘箱內(nèi)加熱得到的凝膠泡沫為基礎得到的泡沫鎳。在這組混合物中我們用到的組合是：氯化鎳和乙二胺四乙酸(EDTA)、硝酸鎳和EDTA以及硝酸鎳、氯化鎳和EDTA。第二組是以在85℃烘箱內(nèi)加熱得到的凝膠為基體，在450℃下加熱得到的泡沫鎳。在這組混合物中我們用到的混合物是：氯化鎳、乙酸鎳和三乙醇胺(TEA)，硝酸鎳、檸檬酸、乙二醇和TEA。
　　在實驗中，研究了多種以不同比例混合的混合液。用SEM、EDX和XRD來表征了泡沫

3、鎳的形貌、結(jié)構(gòu)和成分。討論了混合物成分比例、溫度、氣氛和泡沫鎳顯微結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
　　在第一組組合中，就氯化鎳和EDTA而言，隨著EDTA量的增加，凝膠的透明度和均勻度增加。當CEDTA=0.1mol/L且nNiCl2:nEDTA=1:5時，得到最好的凝膠和泡沫鎳而且泡沫鎳具有磁性。就硝酸鎳和EDTA而言，隨著硝酸鎳量的增加，凝膠的透明度和均勻度增加。當CNi(NO3)2=CEDTA=0.1mol/L且nNi(NO3)2:nED

4、TA=5:1時，得到最好的凝膠和泡沫鎳而且泡沫鎳具有磁性。就硝酸鎳、氯化鎳和EDTA而言，在5％H2+95%N2氣氛下樣品的微孔比在100%N2氣氛下樣品的微孔多。當濃度變化小于0.05mol/L時，在5%H2+95%N2氣氛下樣品的微觀結(jié)構(gòu)沒有變化，在100%N2氣氛下樣品的顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
　　在第二組組合中，來自氯化鎳、乙酸鎳和TEA的試樣表明，隨著溫度和時間的增加，顆粒的直徑增加碳的含量減少。顆粒的最小直徑大約是150n