【摘 要】
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氢能发电具有良好的高能量值、稳定、清洁、来源广泛的特点,受到了人们的广泛重视。固体电解质（spe）电解水制氢技术是在作为一种制氢工艺中发展成熟并且具备高效、无污染、安全稳定、高密度纯度等特点成为各类制氢技术中的佼佼者。Ir O2（二氧化铱）因其具有良好的高化学稳定性和高催化活性而被广泛认为它是最佳的中性阳极反应催化剂。电解水技术中的研究重点在于降低铱在催化剂中比例得到优异的催化性能。SnO2因其具
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氢能发电具有良好的高能量值、稳定、清洁、来源广泛的特点,受到了人们的广泛重视。固体电解质（spe）电解水制氢技术是在作为一种制氢工艺中发展成熟并且具备高效、无污染、安全稳定、高密度纯度等特点成为各类制氢技术中的佼佼者。Ir O2（二氧化铱）因其具有良好的高化学稳定性和高催化活性而被广泛认为它是最佳的中性阳极反应催化剂。电解水技术中的研究重点在于降低铱在催化剂中比例得到优异的催化性能。SnO2因其具有优异的化学稳定性、电化学性能目前在电池及电解水制氢方面都受到广泛应用,将其作为载体担载Ir O2成为了降低成本的有效手段。本文从载体制备工艺及载体掺杂改性入手。通过水热法制备介孔SnO2载体及不同元素（Sb、Fe、Co）掺杂SnO2介孔材料,并采用亚当斯法负载合成了电解水阳极催化剂。通过BET、XRD、TEM、循环伏安法等测试手段表征分析了水热条件、热处理及掺杂元素对载体表面结构影响,同时分析其对催化剂Ir O2催化活性的影响。得出以下几点结论:（1）.水热时间对载体结构有较大地影响,6至24小时水热时间下载体SnO2,介孔孔容孔径增大,比表面积降低,载体晶粒尺寸不断增大;48小时水热时间介孔孔容降低,比表面积大量缩小,对比电化学循环性能得出:水热时间在24小时载体及其催化剂获得最好性能结果;（2）.Sb的掺入量由5%～20%时,IrO2在载体上分布趋于均匀,晶粒略微增大。b.而掺入30%导致Sb2O3析出,引起晶粒异常生长,呈现出粗大柱状晶体,而影响催化剂性能,通过CV测试得出Sb0.2Sn00.8O2/40Ir O2性能最佳。（3）.Fe掺杂SnO2实验表明:Fe的掺杂可以有效地改善SnO2晶体的质子传递,当Fe掺杂SnO2,载体的晶粒尺寸逐渐地减小,催化剂地电化学循环性从5-20%逐步地增加,远优于纯SnO2负载Ir O2最高达到1287（Q）/m C·（cm~2mg）-1。（4）.Co掺杂SnO2实验结果表明:热处理温度通过影响载体介孔结构导致催化剂性能变化,通过对比发现:催化剂性能随热处理温度先升后降,在400℃下催化剂性能获得最大,其催化活性面积为1478 m C·（cm~2mg）-1。通过分析对比不同掺杂量下的不同催化性能,发现随着Co掺杂含量的不断提高,催化剂催化性能也在不断地降低。单电池测试结果显示:Co掺杂下的SnO2对Ir O2单电池性能提升最大,在1.0m A电流密度下析氧过电位为1.88V,远低于纯Ir O2下2.046V的过电位;Fe掺杂下催化剂的过电位为2.132V,单电池性能反而有所降低。
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