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文檔簡介
1、隨著化石能源的開采,其枯竭不可避免,同時,由于化石能源在使用過程中產(chǎn)生有害氣體和二氧化碳,危害了全球生態(tài)。因而,開發(fā)更清潔的可再生能源迫在眉睫。氫燃料具有無污染、效率高以及來源廣等一系列優(yōu)點而被廣泛關(guān)注,是替代化石燃料的最佳選擇。電解水是提供氫燃料的主要來源,然而,由于其陰極發(fā)生的析氧反應(yīng)(OER)需要很高的過電勢,使得反應(yīng)需要很高的能量,需要采用催化劑。納米氧化釕由于具有很高的OER催化性能而被廣泛關(guān)注,且通過與碳納米材料的高效復(fù)合,
2、可使納米氧化釕具有更好的導(dǎo)電性,從而實現(xiàn)更好的催化性能。鑒于此,論文采用反應(yīng)沉淀法制備納米氧化釕粉體和分散體,以及納米氧化釕-氮摻雜碳納米管復(fù)合材料,進一步對納米氧化釕-氮摻雜碳納米管復(fù)合材料在電解水析氧反應(yīng)的催化性能進行研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
1、采用超重力反應(yīng)沉淀法結(jié)合水熱制備納米氧化釕粉體。重點考察了溶液pH、水熱溫度、旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速以及進料流量等工藝參數(shù)對納米氧化釕顆粒尺寸、形貌和分散性等的影響規(guī)律,確定了較佳工藝
3、條件:溶液pH為9~10,陳化時間3~5 h,水熱溫度160℃,水熱時間12h,旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速800rpm,進料流量300 mL·min-1。所得納米氧化釕粉體顆粒平均尺寸1.4 nm,顆粒呈球形,為金紅石晶型結(jié)構(gòu),結(jié)合水含量為0.57個,比表面積為208 m2·g-1。
2、采用反應(yīng)沉淀法結(jié)合表面改性制備納米氧化釕分散體。考察了改性劑質(zhì)量添加比、改性pH、水醇比以及陳化溫度等各個工藝條件對分散體分散性的影響,得到較優(yōu)工藝條件:改
4、性劑質(zhì)量添加比為30%,改性pH為1,分散液的水醇比為1∶2。所得納米氧化釕分散體顆粒平均尺寸為1.2 nm,顆粒形貌為球形,其分散穩(wěn)定性較好,放置12個月不發(fā)生沉降。
3、采用反應(yīng)沉淀法結(jié)合煅燒原位負載制備納米氧化釕-氮摻雜碳納米管復(fù)合材料??疾炝颂砑颖?、煅燒溫度以及煅燒時間等工藝條件對復(fù)合材料復(fù)合效果、氧化釕顆粒尺寸以及其OER催化性能的影響,得到較佳工藝條件:三氯化釕與氮摻雜碳納米管添加比為1∶2,煅燒溫度300℃,煅燒
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