收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

TiO_2、SrTiO_3/储氢合金电极的光电化学与光充电性能

王改田  
【摘要】: 本论文以开发一种新的可光充电电池为目标,研究了表面修饰有Pt的二氧化钛纳米粉、直接沉淀法制备的钛酸锶粉、水热法制备的钛酸薄膜与磁控溅射制备的钛酸锶薄膜的光电化学性能及对贮氢合金的光充电性能。同时研究了他们各自的光充电机理。 光辅助沉积的方式可在纳米TiO_2表面修饰一些小的铂纳米微粒,其直径大小为2-8nm,含Pt量为0.5%,把载铂的TiO_2粒子修饰的贮氢合金电极的表面制成可光充电TPM电极。TPM电极能够被光充电,但其能被光充进去的容量衰退很快。当把电极重新活化之后,又能被光充电。当对TPM电极光充电的同时,对其加以一个小的辅助电流,不仅改善其光充电循环性能,而且使其放出来的电量大于仅光充与仅电化学充电的容量之和。其原因为:当TPM电极只是被光照射时,贮氢合金表面可被TiO_2价带产生的空穴所氧化,而在表面生成一层金属氧化物,阻止在贮氢合金表面吸附的氢原子向可金属内部扩散,但当电极在光照的同时,辅以一定的电流对其充电,使电极总保持在活化状态,因而在整个光充电的过程中光都对贮氢合金充电。TPM电极的光充电过程存在两种机理,即光电催化贮氢机理和光催化贮氢机理,两种机理都可以较好地解释实验结果。 以直接沉淀法制备的SrTiO_3粉末,晶粒为纳米级,粒径大小分布均匀,基本呈球状,高温热处理使晶粒之间发生团聚,温度对钛酸锶晶粒长大的影响并不显著。把纳米SrTiO_3粉体修饰在贮氢合金表面制成MHS电极。MHS电极具有光充电性能,光充电过程中MHS电极电位能充至—0.79V(参比电极均为Hg/HgO/6MKOH电极)。 以水热法可在TiNi合金薄膜表面原位生成一层多晶钛酸锶薄膜;随着水热反应的温度的升高,薄膜的晶粒长大。其光电流随水热反应的温度先增加后减小,170℃制备的SrTiO_3薄膜的光电流最大,其开路光电压变化的趋势与光电流变化相同。 射频磁控溅射法的SrTiO_3薄膜是非晶态的,随着后续的晶化温度的提高,薄膜的结晶程度改善,晶粒尺寸长大,但也存在向(110)方向的取向。其表面也变得平滑,晶化温度大于500℃时,可观察到明显的晶界。薄膜的制备和后处理工艺对磁控溅射SrTiO_3薄膜的光电性能有较大的影响。其阳极光电流和开路光电压随薄膜晶化温度的升高先增大后减小,500℃晶化的薄膜的光电流、开路光电压最大。随着Nb掺杂浓度的增大,在我们的研究范围内(0-2%),光电流和开路光电压都是增大。薄膜厚度对其光电流的影响较为复杂,不同的电位区间影响不同,外加电位<-0.71V时,阳极光电流和开路光电压随薄膜厚度先增加后减小,厚度为90nm时,阳极光电流最大。外加电位>-0.71V时,阳极光电流随SrTiO_3薄膜厚度的增加而增加。 射频磁控溅射法制备的掺铌钛酸锶薄膜的光充电性能的影响因素与光电流的影响因素相同,其趋势也相类似。光照480分钟后,SNH电极的最终电位及其相应的放电时时间随薄膜的晶化温度行增加后减少,在500℃时达最大,为-0.893V,190分钟。随着掺杂浓度的提高,相应的SNH电极的光充电的最终电位及其放电时间都增加,当Nb的掺杂浓度为2%时,其值分别为-0.9V,235分钟。随着薄膜厚度的增加,相应的SNH电极的光充电最终电位、放电时间先地加,后减少,当膜的厚度为90nm时,其光充电最终电位、放电时间分别为-0.893V,190分钟。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王改田;涂江平;赵雪芝;;TiO_2-Pt/Mm(Ni_(3.4)Mn_(0.4)Al_(0.3)Co_(0.7))电极的可助光充电[J];化工学报;2008年05期
2 启明;贮氢合金的开发与应用现状[J];金属功能材料;1994年01期
3 文凡;贮氢合金制件的制造工艺[J];金属功能材料;1994年05期
4 晓敏;钒-锆-钛-镍贮氢合金的吸氢行为[J];金属功能材料;2002年05期
5 罗驹华;;单相钛酸锶粉体的制备研究[J];硅酸盐通报;2010年04期
6 黄志清;;贮氢合金薄膜过滤器[J];上海有色金属;1986年04期
7 张文鹏,李军,耿鸣明;包覆钯和镍后MmNi_5基贮氢合金的电极特性[J];高技术通讯;1994年10期
8 ;利用贮氢合金实现了热能的长途输送[J];金属功能材料;1995年01期
9 王志兴,李新海,陈启元,郭炳昆;贮氢合金的表面活化处理[J];矿冶工程;1998年02期
10 张近;钛酸锶的制备与应用[J];钛工业进展;1998年06期
11 国文;镁基贮氢合金的开发[J];金属功能材料;2002年02期
12 张羊换,王新林,陈梅艳,李平,林玉芳,李蓉;高性能AB_5型贮氢合金的成分设计[J];金属功能材料;2002年05期
13 刘守平;徐安莲;周上祺;任勤;田卫国;;用工业V_2O_5直接制备钒基固溶体贮氢合金[J];材料导报;2006年07期
14 薛福连;;贮氢金属显奇能[J];科学24小时;2010年02期
15 高金良;日本重化学公司将在美建贮氢合金厂[J];稀土信息;1995年08期
16 ;Ca-Ni系贮氢合金的循环吸放氢特性[J];金属功能材料;1996年01期
17 文凡;利用贮氢合金的真空绝热管[J];金属功能材料;2000年02期
18 彭成红,朱敏;MINi_(5-x)(CoMnAl)_x贮氢合金铸锭的组织与性能[J];广东有色金属学报;2004年01期
19 张允什,陈军;贮氢合金LaNi_(3.8)Co_(0.5)Mn_(0.4)Al_(0.3)表面[J];高等学校化学学报;1994年06期
20 金自宜;镍氢电池用钛系贮氢合金的新进展[J];材料导报;1994年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范积伟;夏良;张小立;;新型压敏陶瓷材料的研究与进展[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
2 常大磊;李小松;底兰波;杨晋华;徐勇;朱爱民;;大气压射频介质阻挡放电制备二氧化钛光催化薄膜的研究[A];第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集[C];2011年
3 王达健;谢刚;张雄飞;蒙延双;黄北卫;张利华;;电合成纳米晶二氧化钛相和尺寸稳定性[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
4 罗志宏;白升鑫;张合;钟清枝;林鸿明;;真空潜弧以超音波辅助制备奈米二氧化钛悬浮液之制程最佳化[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
5 尹静;袁志好;;铁酸锌-二氧化钛纳米复合膜的光电转换性能[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
6 林中魁;杨聪仁;冯毅之;钟清枝;苏程裕;;电泳披覆奈米二氧化钛薄膜之开发与特性研究[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
7 刘刚;张鹏;徐瑞芬;胡伟康;;纳米TiO_2粉体抗菌、抗病毒性能研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
8 胡志强;张晨宁;刘丽红;;色素增感太阳电池多孔TiO_2薄膜研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
9 曹慧敏;朱以华;杨晓玲;谭曦;李春忠;;静电纺丝技术制备ZnS量子点掺杂TiO_2纤维[A];颗粒学前沿问题研讨会——暨第九届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2009年
10 贾堤;雅菁;刘云兆;;Pb~(2+)掺杂对TiO_2薄膜光催化活性的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王改田;TiO_2、SrTiO_3/储氢合金电极的光电化学与光充电性能[D];浙江大学;2007年
2 王侃;负载型TiO_2催化剂可见光降解染料污染物的研究[D];浙江大学;2004年
3 沈启慧;无机功能材料的合成方法研究[D];吉林大学;2008年
4 杨祝红;二氧化钛晶须的制备及光催化处理废水研究[D];南京工业大学;2003年
5 马寒冰;纳米复合绝缘材料设计、制备及耐变频性研究[D];上海大学;2004年
6 郑仲;基于光催化集成装置深度降解水中有机物的研究[D];南京工业大学;2004年
7 韩宏伟;染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜太阳电池研究[D];武汉大学;2005年
8 徐悦华;纳米二氧化钛光催化降解有机磷农药的研究[D];华南理工大学;2001年
9 于开锋;纳米二氧化钛和二氧化硅的控制合成及组装[D];吉林大学;2005年
10 和东亮;掺杂改性的二氧化钛纳米材料的光催化性能研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁慧玲;电镀微包覆处理对La-Mg-Ni基贮氢合金电化学性能的影响[D];燕山大学;2010年
2 杨淑琴;元素硼和钼对AB_5型贮氢合金电化学和动力学性能的影响[D];燕山大学;2011年
3 杨素霞;铜和铁对低钴AB_5型贮氢合金电化学性能的影响[D];燕山大学;2011年
4 陈永刚;RE-Mg贮氢合金及其电化学性能[D];西安理工大学;2003年
5 王平;球磨工艺及催化剂对La-Mg系复合贮氢合金相结构及贮氢性能的影响[D];内蒙古科技大学;2011年
6 吕科;Si元素的添加和退火工艺对La-Mg-Ni系贮氢合金性能的影响[D];内蒙古科技大学;2011年
7 严义刚;V-Ti-Cr BCC型和Ti-Fe AB型贮氢合金的吸放氢特性研究[D];四川大学;2004年
8 李卫;贮氢合金电极性能的工艺因素影响及其电子结构的微观机理研究[D];广西大学;2001年
9 兴长策;稀土系PuNi_3型La_(1-X)Mg_xNi_(3-y)M_y贮氢合金制备工艺及微观组织结构和电化学性能的研究[D];兰州理工大学;2004年
10 王素梅;纳晶TiO_2薄膜的制备及其半导体性能的研究[D];天津大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;2004年二氧化钛市场将出现强劲反弹[N];中国石油报;2003年
2 文欣;世界二氧化钛市场恢复性增长[N];中国化工报;2003年
3 胡向荣;镍氢电池贮氢合金材料通过鉴定[N];中国有色金属报;2004年
4 肖化;全球二氧化钛市场需求强劲[N];中国化工报;2004年
5 记者刘其丕 李晓飞;二氧化钛晶化液项目在津投产获专利[N];中国有色金属报;2010年
6 老木;镍氢电池贮氢合金材料初具产业规模[N];科技日报;2004年
7 李港;全球二氧化钛货紧价升[N];国际商报;2003年
8 东青;东芝公司研制出贮氢合金[N];中国有色金属报;2001年
9 羽佳;贮氢合金谱写新篇章[N];中国有色金属报;2003年
10 中塑;亚洲塑料用二氧化钛需求增长最快[N];国际商报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978