光催化劑-貯氫合金電極的制備及其光充電與電化學(xué)性能.pdf

1、本文制備了Ti摻雜的ZnO光催化劑、尖晶石型CuAl2O4光催化劑和Cu基復(fù)合氧化物，并用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。用上述化合物摻雜AB5型貯氫合金制備了TZMH、CAMH、CMH電極，用Ti摻雜ZnO、CuAl2O4對(duì)貯氫合金電極進(jìn)行表面修飾制備了TZ/MH和CA/MH電極。使用chi660b電化學(xué)工作站、IM6電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、力興電池測(cè)試系統(tǒng)和LAND電池測(cè)試系統(tǒng)等儀

2、器，測(cè)試了TZ/MH和CA/MH電極的光充電性能、交流阻抗特性、階躍電位曲線，以及TZMH、CAMH、CMH電極的活化、循環(huán)及高倍率充放電等電化學(xué)性能，并與AB5合金電極作了比較。具體工作和結(jié)果如下： 用燃燒合成法制備了Ti摻雜的ZnO(記為xTi-ZnO，x=0.1，0.2，0.3)復(fù)合氧化物光催化劑，XRD分析表明其晶粒平均直徑在20nm左右。SEM檢測(cè)表明其顆粒為微米級(jí)，由納米級(jí)薄片團(tuán)聚而成。用0.3Ti-ZnO與AB5型

3、貯氫合金超聲溶膠混合的摻雜方法制備了TZMH，對(duì)貯氫合金電極進(jìn)行表面修飾制成TZ/MH電極。結(jié)果表明，TZ/MH電極在光充電時(shí)放電容量較低，但外加小電流可以改善其光充電性能。紫外光照時(shí)，TZ/MH電極的階躍電位測(cè)試響應(yīng)電流大于無(wú)光照的響應(yīng)電流，其電化學(xué)反應(yīng)阻抗小于無(wú)光照時(shí)的阻抗。與AB5合金電極相比，TZMH電極的活化性能和0.2 C放電容量有所降低，1 C循環(huán)容量保持率提高，1C循環(huán)100次時(shí)放電中值電壓有所降低。 用溶膠凝膠

4、法制備了分散良好、粒徑分布均勻、晶粒直徑為15～25nm 的尖晶石型CuAl2O4粉末。用CuAl2O4與AB5型貯氫合金超聲溶膠混合的摻雜方法制備了CAMH，對(duì)貯氫合金電極進(jìn)行表面修飾制成CA/MH電極。CA/MH電極光充電后放電容量為0.187 mAh·g-1，加以輔助電流后放電容量為0.499 mAh·g-1。與AB5合金電極相比，CAMH電極的電化學(xué)反應(yīng)阻抗變化不大，光照有利于其電化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行；CAMH電極的活化性能和0.

5、2 C放電容量有所下降，光照可改善其活化性能，提高放電容量；CAMH電極1 C循環(huán)50次后容量保持率在90％以上，高倍率放電性能也得到改善。 使用均勻沉淀法制備了Cu基復(fù)合氧化物，沉淀混合物在不高于500℃下煅燒的產(chǎn)品結(jié)晶度較低，300℃煅燒產(chǎn)品主要成分為CuO，400和500℃煅燒產(chǎn)品的晶體為CuAl2O4。上述晶體平均粒徑為25.06、9.03和12.28nm。用Cu基復(fù)合氧化物粉末摻雜AB5型貯氫合金制備了CMH電極。EI