本文關(guān)鍵詞：鎳基催化劑對(duì)硼氫化鈉直接氧化性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：直接硼氫化物燃料電池(DBFC)是一種以NaBH_4/NaOH堿性溶液為陽(yáng)極燃料的新型燃料電池。理論上BH_4~-的電化學(xué)氧化是8電子反應(yīng),然而,BH_4~-電氧化反應(yīng)實(shí)際能釋放的電子數(shù)和陽(yáng)極催化劑性能密切相關(guān)。選用非貴金屬作陽(yáng)極催化劑是降低DBFC生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的重要途徑。因此本論文選用非貴金屬鎳(Ni)為基底制備沉積Ni作陽(yáng)極催化劑,并研究其對(duì)BH_4~-直接氧化的影響。首先,論文研究了NaBH_4/NaOH堿性溶液中Ni片催化劑和沉積Ni催化劑對(duì)BH_4~-直接氧化的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):BH_4~-在Ni片催化劑和沉積Ni催化劑作用下電化學(xué)氧化的循環(huán)伏安曲線(xiàn)都只有一個(gè)氧化峰,峰電位約為-0.7 V。BH_4~-在Ni片催化劑作用下直接氧化的前3個(gè)周期電流值分別為23、15和3 mA;在相同條件下沉積Ni催化劑為116、63和23 mA,分別是Ni片催化劑作用下的5、4和7倍。在Ni片催化劑下BH_4~-放電時(shí)間為1.4×103 s,放電效率為0.4%;在沉積Ni催化劑下BH_4~-放電時(shí)間為7.2×104 s,放電效率為23%。因此,沉積Ni催化劑使BH_4~-的氧化峰電流和恒電流放電時(shí)間顯著增大,放電效率和燃料的利用率顯著提高。這是因?yàn)槌练eNi改變了催化劑的表面形態(tài),增加了比表面積,增多了活性催化位點(diǎn)。研究還表明:制備沉積Ni催化劑的最佳條件為:Ni2+濃度為0.2 mol/L,電沉積電位為-1.0 V,電沉積時(shí)間為100 s。其次,由于沉積Ni催化劑在堿性溶液中易被腐蝕,很快失去對(duì)BH_4~-電化學(xué)氧化的催化活性。因此采用循環(huán)伏安、交流阻抗和恒電流放電等電化學(xué)測(cè)試方法研究了三乙醇胺(TEA)和硫脲(TU)兩種添加劑對(duì)沉積Ni催化劑性能的影響。研究結(jié)果表明:加入適當(dāng)?shù)娜掖及凡粌H能抑制沉積Ni催化劑在堿性環(huán)境中的腐蝕,而且還促進(jìn)了BH_4~-的直接氧化,三乙醇胺的最佳濃度范圍為0.018~0.025 mol/L,最佳濃度時(shí)BH_4~-放電時(shí)間為9.0×104 s,放電效率為29%;硫脲雖可以促進(jìn)BH_4~-的直接氧化,但不能很好地抑制沉積Ni催化劑在堿性環(huán)境中的腐蝕,硫脲的最佳濃度為0.21μmol/L,最佳濃度時(shí)BH_4~-放電時(shí)間為7.3×104 s,放電效率為24%。兩種添加劑相比較,三乙醇胺的效果更好。
【關(guān)鍵詞】：NaBH_4 直接氧化 催化性能 沉積Ni催化劑 添加劑
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36;TM911.4
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 燃料電池概述8-10
• 1.3 直接硼氫化物燃料電池（DBFC）10-12
• 1.3.1 直接硼氫化物燃料電池的簡(jiǎn)介10-11
• 1.3.2 硼氫化鈉11-12
• 1.4 直接硼氫化物燃料電池陽(yáng)極催化劑的研究進(jìn)展12-17
• 1.4.1 貴金屬及合金催化劑12-14
• 1.4.2 Ni金屬及合金催化劑14-15
• 1.4.3 儲(chǔ)氫合金催化劑15-16
• 1.4.4 電解液添加劑16-17
• 1.5 論文的研究思路和內(nèi)容17-18
• 2 實(shí)驗(yàn)部分18-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器18
• 2.2 溶液的配置18-19
• 2.3 催化劑的制備19-20
• 2.4 結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的表征20-24
• 2.4.1 X-射線(xiàn)衍射21
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡21
• 2.4.3 循環(huán)伏安21-22
• 2.4.4 交流阻抗測(cè)試22-23
• 2.4.5 恒電流放電曲線(xiàn)23-24
• 3 結(jié)果與討論24-47
• 3.1 催化劑對(duì)BH_4~-直接氧化的影響24-26
• 3.1.1 Pt催化劑24-25
• 3.1.2 Ni片催化劑25-26
• 3.2 制備方法對(duì)Ni催化劑性能的影響26-30
• 3.2.1 形貌分析26-28
• 3.2.2 沉積Ni催化劑28-30
• 3.3 制備條件對(duì)鎳基催化劑性能的影響30-32
• 3.3.1 電沉積電位31-32
• 3.3.2 電沉積時(shí)間32
• 3.4 電解液添加劑對(duì)鎳基催化劑性能的影響32-47
• 3.4.1 三乙醇胺33-39
• 3.4.2 硫脲39-42
• 3.4.3 兩種添加劑效果的比較42-47
• 4 結(jié)論與展望47-49
• 4.1 結(jié)論47-48
• 4.2 展望48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果55

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10 毛示e，

本文編號(hào)：283246