近年來,隨著全球變暖,極端天氣和氣候事件頻繁發(fā)生,環(huán)境和發(fā)展的矛盾日益凸顯。電催化是解決能源與環(huán)境問題的一項重要技術,它不僅能分解水制得氫氣,也能在常溫常壓的條件下合成氨。開發(fā)性能穩(wěn)定,同時成本低、效率高的電催化劑是該領域的熱點和難點,多孔陶瓷具有物理、化學穩(wěn)定性好、比表面積高等特點,用于催化電極能提供更大的電化學反應面積,同時多孔的結(jié)構(gòu)為電極的充放電過程中體積的收縮或膨脹留有空間,使反應更為穩(wěn)定,陶瓷本身的特性也使其較容易地加入各種添加劑,以改善催化電極的各項性能。二氧化鈦是一種n型半導體,常應用于光催化領域,在氮氣還原和析氧反應等電催化方面也有報道。作為催化劑,一般銳鈦礦相的二氧化鈦比金紅石相有更好的催化性能,而兩相的轉(zhuǎn)變溫度大概在450℃-600℃的范圍,這遠低于常規(guī)的陶瓷燒結(jié)工藝。為了制備銳鈦礦相二氧化鈦多孔陶瓷,本次實驗采用冷燒工藝結(jié)合PMMA微球作為造孔劑來制備樣品,冷燒是一種只需200℃左右即可完成陶瓷燒結(jié)的技術,一般應用于不同材料體系的復合。本文采用冷燒工藝結(jié)合添加造孔劑法制備二氧化鈦多孔陶瓷用于析氧反應和氮氣還原反應,主要工作有:(1)探究冷燒技術結(jié)合添加造孔劑法制備...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 二氧化鈦材料
    1.3 多孔陶瓷的研究進展
    1.4 冷燒工藝(Cold Sintering Process)
    1.5 電催化
        1.5.1 析氧反應(OER)
        1.5.2 氮氣還原反應(NRR)
    1.6 選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 實驗條件及研究方法
    2.1 實驗材料試劑及設備
    2.2 常規(guī)的結(jié)構(gòu)表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 X射線衍射(XRD)
        2.2.3 拉曼光譜(Raman spectra)
        2.2.4 孔隙率測試
        2.2.5 透氣度測試
    2.3 堿性條件下的電催化性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安法(CV)
        2.3.2 線性掃描伏安法(LSV)
        2.3.3 塔菲爾曲線(Tafel)
        2.3.4 電化學交流阻抗(EIS)
        2.3.5 計時電流法
        2.3.6 分光光度法
        2.3.7 產(chǎn)氨量和法拉第效率(FE)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 TiO₂多孔陶瓷的制備及結(jié)構(gòu)表征
    3.1 制備工藝的探究
        3.1.1 樣品的制備
        3.1.2 樣品的形貌表征
    3.2 樣品的制備
    3.3 TiO₂ 多孔陶瓷的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 形貌表征
        3.3.2 XRD測試
        3.3.3 拉曼光譜測試
        3.3.4 孔隙率測試
        3.3.5 透氣度測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 TiO₂多孔陶瓷的電化學性能研究
    4.1 析氧性能測試
        4.1.1 測試流程
        4.1.2 線性掃描伏安法(LSV)測試
        4.1.3 塔菲爾(Tafel)曲線測試
        4.1.4 電化學阻抗(EIS)測試
        4.1.5 穩(wěn)定性測試
    4.2 氮氣還原性能測試
        4.2.1 測試流程
        4.2.2 線性掃描測試(LSV)
        4.2.3 產(chǎn)氨量和法拉第效率
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論及展望
    5.1 實驗結(jié)論
    5.2 課題的創(chuàng)新點
    5.3 對后續(xù)工作的展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間取得的成果



本文編號：3827831