Ni-C-Al-,2-O-,3-三元納米復(fù)合電極的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、由于多孔導(dǎo)電氧化鋁（簡(jiǎn)稱(chēng)CPA）的特殊結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，自其發(fā)明開(kāi)始就受到廣大研究者的廣泛關(guān)注。運(yùn)用sol-gel法和還原燒結(jié)法制備的CPA具有較高的孔隙率，良好的導(dǎo)電性能和理想的機(jī)械加工性能，這些優(yōu)異的性質(zhì)吸引了越來(lái)越多的研究者致力于CPA在各個(gè)領(lǐng)域的研究。在本工作中，主要致力于可控鎳修飾多孔導(dǎo)電氧化鋁納米復(fù)合材料的制備，以及復(fù)合材料表面形貌和電化學(xué)性能的表征和評(píng)價(jià)。主要工作如下： 1、根據(jù)CPA結(jié)構(gòu)的特殊性，運(yùn)用混酸對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理

2、并提出了合適的表面預(yù)處理?xiàng)l件。通過(guò)混酸處理，在保持基體材料氧化鋁納米晶粒和納米石墨層骨架結(jié)構(gòu)的同時(shí)，將各種含氧官能團(tuán)引入到CPA表面。并且由于含氧官能團(tuán)的引入、納米網(wǎng)狀碳納米層的存在、以及多孔材料孔徑的擴(kuò)大，導(dǎo)致了酸處理以后的CPA對(duì)電催化氧還原反應(yīng)表現(xiàn)出較高的電催化活性。 2、將酸處理以后的CPA作為基體材料分別研究討論了不同的還原劑、沉積方法對(duì)三元納米復(fù)合電極材料表面形貌和電化學(xué)性能的影響。于乙二醇相比，聯(lián)氨能夠更加有效地將

3、引入的鎳離子還原成為鎳金屬粒子，并且所制備的三元復(fù)合電極材料表面沉積的鎳納米粒子粒徑較小，且沉積量有所提高，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)較高負(fù)載量的納米復(fù)合電極的成功制備。綜合對(duì)比各種影響因素（粒徑大小、分散程度等），運(yùn)用聯(lián)氨作為還原劑制備的復(fù)合材料在堿性溶液對(duì)電催化氧還原具有較高的活性。 3、除此之外還分別系統(tǒng)的研究了不同的沉積方法（化學(xué)還原法和化學(xué)鍍法）對(duì)三元納米復(fù)合電極材料表面形貌和電化學(xué)性能的影響。相比較于化學(xué)鍍法，運(yùn)用化學(xué)還原法得到的三

4、元納米復(fù)合電極材料不僅表面沉積的鎳納米粒子粒徑很小僅15-20 nm，而且分散非常均勻，有效杜絕了大團(tuán)聚塊的出現(xiàn)，并且這些納米級(jí)的金屬鎳粒子主要可控地沉積到CPA的納米導(dǎo)電層上。與此同時(shí)還分別討論了酸處理和沉積時(shí)間對(duì)沉積效果的影響。對(duì)比不同沉積方法制備的三元納米復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能可知，以聯(lián)氨為還原劑采用化學(xué)還原法制備的三元納米復(fù)合電極：Ni/C/Al2O3較高的電催化氧還原活性主要?dú)w因于復(fù)合電極材料中納米碳層以及沉積的鎳粒子引起的