發(fā)布時間：2021-04-10 00:19

　　直接液體燃料電池（DLFC）是一種轉(zhuǎn)換效率很高的綠色能源,近年來受到越來越多的關(guān)注。催化劑是DLFC的重要組成部分,開發(fā)性能好成本低的催化劑對DFLC的商業(yè)化具有重要意義。為此,本論文開展了以下工作:（1）為探究界面對甲酸鹽和乙醇電氧化反應(yīng)活性及穩(wěn)定性的影響,首先利用Sn（OH）₂的還原作用沉積Pd,利用OH對Ce³⁺富集實(shí)現(xiàn)Ce O₂在Sn（OH）₄表面沉積,在Sn O₂表面構(gòu)筑Pd/Ce O₂界面,并經(jīng)能量色散X射線譜（EDS）和X射線光電子能譜（XPS）證實(shí)。電化學(xué)結(jié)果表明,Ce O₂與Pd形成界面且不影響Pd的電化學(xué)活性面積,說明導(dǎo)電性差的金屬氧化物也可通過本方法與貴金屬構(gòu)筑界面。利用循環(huán)伏安法和計(jì)時電流法進(jìn)一步比較了Pd/Ce O₂和Pd/Sn O₂界面對甲酸鹽和乙醇電氧化催化行為。結(jié)果表明,Pd/Ce O₂比Pd/Sn O₂活性更高,原... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

直接甲酸鹽燃料電池(DFFC)示意圖

3Pd/CeO2和Pd/SnO2濕法構(gòu)筑及催化甲酸鹽、乙醇電氧化性能183Pd/CeO2和Pd/SnO2濕法構(gòu)筑及催化甲酸鹽、乙醇電氧化性能3.1吸附實(shí)驗(yàn)利用Sn(OH)2的還原性，將Na2PdCl4還原為Pd沉積在Sn(OH)2表面。為了使CeO2與沉積在Sn(OH)2部分表面的Pd形成界面，開展了一系列探討Sn(OH)X對Ce3+的吸附實(shí)驗(yàn)。具體而言：如圖3.1所示，制備一定質(zhì)量的Sn(OH)X分散在一定濃度和體積的Ce3+溶液中，利用Sn(OH)X表面OH對Ce3+進(jìn)行富集，攪拌吸附1h后，取一定體積的上清液與過量Na2C2O4溶液反應(yīng)，離心干燥后得到的草酸鈰質(zhì)量記為m1。為進(jìn)行比較，取相同濃度，相同體積未進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)的Ce3+溶液與過量Na2C2O4溶液反應(yīng)，離心干燥后得到的草酸鈰質(zhì)量記為m2，則m(m2-m1)表示Sn(OH)X吸附的Ce3+所產(chǎn)生的的草酸鈰質(zhì)量，其值可代表Sn(OH)X吸附Ce3+的能力，也可進(jìn)一步推算出Ce3+的吸附量。圖3.1Sn(OH)X吸附Ce3+過程示意圖3.1.1Sn(OH)2的吸附實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析為驗(yàn)證Ce3+在Sn(OH)2表面吸附，首先將Sn(OH)2吸附后溶液中Ce3+轉(zhuǎn)化為草酸鈰沉淀、稱重并與空白條件下沉淀質(zhì)量比較。將0.8840gSnCl2·2H2O溶解于pH接近1的稀HCl溶液中，攪拌下滴加NaOH溶液至pH為7。過濾后，將濾餅分散于30mL9.18610-3molL-1的Ce(NO)3·6H2O溶液中進(jìn)行1h吸附實(shí)驗(yàn)，抽濾。分別移取8mL濾液于兩支已稱重的10mL離心管(m1、m2)中，滴加約2mL的0.1795molL-1的Na2C2O4溶液，混勻，充分反應(yīng)后置于離心機(jī)中以5000rmin-1

3Pd/CeO2和Pd/SnO2濕法構(gòu)筑及催化甲酸鹽、乙醇電氧化性能19的轉(zhuǎn)速離心20min，移走上清液，并將離心管與沉淀共同置于真空干燥箱中，90℃干燥至總質(zhì)量不再發(fā)生變化，記為m1"、m2"。為進(jìn)行比較，另外分別移取8mL9.18610-3molL-1的Ce(NO)3·6H2O溶液于兩支已稱重的10mL離心管(m3、m4)中，按上述操作制得沉淀，將得到的空白組記為m3"、m4"。表3.1Sn(OH)2吸附Ce3+的質(zhì)量分析吸附實(shí)驗(yàn)空白實(shí)驗(yàn)m1(g)3.9872m3(g)4.0334m1"(g)4.0126m3"(g)4.0603Δm1(m1"-m1)(g)0.0254Δm3(m3"-m3)(g)0.0269m2(g)4.0074m4(g)4.0098m2"(g)4.0331m4"(g)4.0365Δm2(m2"-m2)(g)0.0257Δm4(m4"-m4)(g)0.026721ΔmΔm(g)0.0256ΔmΔm43(g)0.02682143ΔmΔmΔmΔm(g)0.0012表3.1為Sn(OH)2吸附Ce3+的質(zhì)量分析。其中Δm1~Δm4為沉淀物草酸鈰的質(zhì)量。ΔmΔm21為Sn(OH)2吸附Ce3+后部分上清液產(chǎn)生的草酸鈰質(zhì)量。43ΔmΔm為空白實(shí)驗(yàn)所得草酸鈰的質(zhì)量。因此2143ΔmΔmΔmΔm即由Sn(OH)2吸附Ce3+而產(chǎn)生的草酸鈰質(zhì)量為0.0012g。該值表明Sn(OH)2對Ce3+有吸附作用。Sn(OH)2吸附Ce3+的過程如圖3.2所示。Sn(OH)2對Ce3+的吸附可歸因?yàn)镾n(OH)2周圍有部分陰離子基團(tuán)，例如O-，OH-等，使得溶液中的Ce3+向Sn(OH)2表面聚集，從而使Sn(OH)2表面Ce3+濃度升高，而溶液本體Ce3+濃度降低。圖3.2Sn(OH)2吸附Ce3+示意圖3.1.2SnO的吸附實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析在研究Sn(OH)2對Ce3+的吸附時發(fā)現(xiàn)，高濃度的Sn(OH)2在攪拌過程中經(jīng)常會由白變黑，為明確黑色物質(zhì)對吸附作用的影響，首先需明確其物質(zhì)組成。利用XRD對其進(jìn)行表征，圖3.3即黑色物質(zhì)的XRD圖。該圖在18.3°，29.9°，33.3°，37.1°，47.9°，50.7°，57.4°，62.1°和62.5°處的衍射峰可歸屬于SnO的(001)，(101)，


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