水滑石復(fù)合電極材料的制備及在空氣陰極燃料電池中的應(yīng)用.pdf

1、環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，具有高毒性的硫化物廣泛存在于工業(yè)廢水中，絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)具有高效，無污染，可以循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)是目前研究的重點(diǎn)。由于硫化物氧化速率較快，絡(luò)合鐵脫硫技術(shù)的整個(gè)過程的循環(huán)速率取決于空氣陰極燃料電池中Fe(Ⅱ)的電化學(xué)氧化過程。在空氣陰極燃料電池中影響Fe(Ⅱ)電氧化的關(guān)鍵因素是陽極材料，不同的陽極材料會(huì)不同程度的加快空氣陰極燃料電池中絡(luò)合鐵的氧化速率。應(yīng)用較廣泛的傳統(tǒng)的陽極材料有石墨氈材料，本實(shí)驗(yàn)采用石墨氈和泡沫鎳兩種基體

2、，探究不同的陽極材料對(duì)燃料電池中Fe(Ⅱ)催化性能的影響。
　　本研究分別以石墨碳?xì)趾团菽嚍榛w，氯化鎳、氯化鐵等為原料，采用高溫水熱反應(yīng)原位合成出合成鎳鐵水滑石/石墨氈和鎳鐵水滑石/泡沫鎳復(fù)合材料。運(yùn)用XRD、XPS、FTIR、SEM及電化學(xué)分析等方法對(duì)復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能等進(jìn)行表征，對(duì)其合成工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。將合成的復(fù)合材料作為陽極應(yīng)用于空氣陰極燃料電池，考察其對(duì)Fe(Ⅱ)的電催化氧化性能。通過比較不同的工藝條

3、件合成的水滑石復(fù)合電極材料的性能，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)水熱反應(yīng)的初始投料比鎳/鐵=2∶1，水滑石中的鎳鐵的總金屬離子濃度為0.2M，水熱反應(yīng)溫度為140℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為12h時(shí)，水滑石復(fù)合電極的性能最佳。在最佳工藝條件下合成的水滑石石墨氈復(fù)合電極做空氣陰極燃料電池的陽極時(shí)的Fe(Ⅱ)的氧化速率相較于空白石墨氈加快了44.4％左右，庫(kù)倫效率為53％相較于空白石墨氈37％提高了16％左右。而水滑石泡沫鎳復(fù)合電極做陽極時(shí)，燃料電池的庫(kù)倫效率為45％相