TiN浸漬—熱分解法制備納米粉體及其表征.pdf

1、首次以納米TiN粉體為前驅(qū)體反應(yīng)物，采用浸漬-熱分解法制備了IrO<,x>-TiO<,2>和RuO<,2>-TiO<,2>納米粉體，采用電化學(xué)測試技術(shù)和物性分析手段對其析氫、析氧電催化活性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，比較了IrO<,2>-TiO<,2>與傳統(tǒng)貴金屬催化劑的電催化活性和穩(wěn)定性，初步探討了以RuO<,2>-TiO<,2>為載體的Pt/RuO<,2>-TiO<,2>粉體催化劑在SPE(Solid Polymer Electrolytes

2、)水電解和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。 IrO<,x>-TiO<,2>水電解用納米粉體催化劑： (1) XRD、XPS、TEM分析表明：在350℃的熱分解溫度下，納米TiN轉(zhuǎn)化為金紅石相TiO<,2>，銥則以多種價(jià)態(tài)存在，與TiO<,2>形成二元氧化物固溶體，并且在固溶體表面存在富集Ir的顆粒，其平均粒徑約7nm。 (2)極化曲線測試表明，TiN浸漬－熱分解法制備的IrO<,x>-TiO<,2

3、>粉體催化劑，在析氫、析氧催化活性方面超過了純ItO<,2>粉體。 (3)SPE水電解：將500℃退火處理的IrO<,x>-TiO<,2>粉體作為析氧陽極催化劑在SPE水電解中的的測試表明，其具有很高的電催化性能，在銥擔(dān)載量為1.2mgcm<'-2>，電解溫度80℃，工作電流密度1Acm<'-2>下，槽壓為1.6V。 RuO<,2>-TiO<,2>為載體的Pt催化劑用于水電解和質(zhì)子交換膜燃料電池： (1))GRD

4、和TEM分析表明：采用TiN浸漬一熱分解法制備的混和氧化物RuO<,2>-TiO<,2>，以金紅石相的固溶體形式存在，外貌呈條狀，長度在40nm～80nm；Pt/RuO<,2>-TiO<,2>中的Pt與RuO<,2>-TiO<,2>載體發(fā)生相互作用，Pt顆粒均勻沉積在載體表面，粒徑為2～3rim。 (2)析氫陰極極化曲線測試表明，在高電流密度下Pt/RuO<,2>-TiO<,2>的電阻極化要比Pt/C小得多，說明RuO<,2>-

5、TiO<,2>比碳載體具有更好的導(dǎo)電性能。 (3)在質(zhì)子交換膜燃料電池中的測試表明，Pt/RuO<,2>-TiO<,2>催化性能與Pt/C相當(dāng)，但在甲醇溶液中的循環(huán)伏安測試表明，Pt/RuO<,2>-TiO<,2>具有很好的耐甲醇特性。 (4)反極實(shí)驗(yàn)證明與Pt/C相比，Pt/RuO<,2>-TiO<,2>具有極高的穩(wěn)定性，可大幅度提高電池的耐久性。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明首次采用的TiN浸漬-熱分解法制備的納米粉體催化劑在水電