電解陽(yáng)極催化劑用介孔Sb、Co摻雜SnO2載體的研究

編號(hào)：CYYJ02656

篇名：電解陽(yáng)極催化劑用介孔Sb、Co摻雜SnO2載體的研究

作者：陳剛 熊施權(quán) 呂洪 郝傳璞

關(guān)鍵詞： 水熱法 介孔SnO2 摻雜 氧化銥

機(jī)構(gòu)： 湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 同濟(jì)大學(xué)新能源汽車(chē)工程中心

摘要： 六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板劑,水熱法制備介孔SnO2載體,以Adams法制備40%IrO2(質(zhì)量分?jǐn)?shù))負(fù)載型催化劑,采用BET、XPS、XRD、TEM等手段對(duì)載體及催化劑結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表征與分析;然后用Sb、Co摻雜SnO2載體并合成催化劑,探究其對(duì)載體及催化劑結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)水熱反應(yīng)時(shí)間為24 h時(shí),獲得的載體最有利于催化劑負(fù)載,并獲得最優(yōu)性能。摻雜有效改善了SnO2質(zhì)子傳遞,當(dāng)Sb摻雜SnO2時(shí),其催化劑電化學(xué)循環(huán)性能不斷增高,Sb摻雜量為20%(摩爾分?jǐn)?shù),下同)時(shí),催化劑獲得最好電化學(xué)性能;而當(dāng)Co摻雜SnO2時(shí),其催化劑電化學(xué)循環(huán)性能降低,Co摻雜量為5%時(shí),催化劑獲得最好性能,其電化學(xué)活性面積最大時(shí),伏安電荷量Q*為1478 mC·(cm2·mg)-1。最后對(duì)不同摻雜元素單電池進(jìn)行測(cè)試,Co摻雜的SnO2對(duì)IrO2單電池性能提升最大,在1.0 A/cm 2測(cè)試條件下析氧過(guò)電位為1.884 V。研究發(fā)現(xiàn)摻雜后催化劑性能與摻雜離子的價(jià)態(tài)及尺寸有直接關(guān)系,離子價(jià)態(tài)差越大,催化性能越高。Sb離子尺寸高于Sn4+,性能隨摻雜量增大而提高;Co離子尺寸低于Sn4+,性能隨摻雜量增大而降低。