tio2纳米管的制备表征及储氢性能研究

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1、TiO2纳米管的制备及储氢性能研究摘要作为一种新型的清洁能源，氢的廉价制取、安全高效储存、与输送及规模应用是当今研究的重点课题，而氢的储存是氢能应用的关键。优良的储氢材料是突破储氢技术的重点。本文主要研究TiO2纳米管的制备及其储氢性能。①采用阳极氧化法分别在有机和无机电解液中制备TiO2纳米管，通过SEM、XRD、EDS分析表征其表面形貌、组成成份，结果显示有机溶剂中制备的TiO2纳米管管径大约180nm左右；无机溶剂中制备出TiO2纳米管管径在70-100nm左右，管长在300nm以内。②利用脉冲电沉积技术将PbO2

2、沉积在TiO2纳米管上，通过SEM、XRD、EDS对其进行表征。应用循环伏安和充放电实验研究了沉积PbO2前后TiO2纳米管的储氢性能。结果表明，TiO2纳米管具有储氢性能；储氢量为0.01wt%，表面沉积一层PbO2后储氢量有所提高达到0.1wt%。关键词：TiO2纳米管；阳极氧化；储氢IVThestudyofPreparationandhydrogen-storagecapacityofTiO2nanotubesAbstractHydrogenbecomesanew-typecleaningenergy,hydrog

3、enstoragehasbecomeoneofmostimportantsubjectscurrently.Thepapermainlystudyonthepreparationandthehydrogen-storageperformanceofTiO2nanotube.①TheTiO2nanotubewaspreparedintheorganicandinorganicsolutionbyanodization.Morphology、structureandingredientswascharacterizedbyS

4、EM、XRD、EDS.TheresultsshowthatthediameterofTiO2nanotubeintheorganicsolutionandinorganicsolutionisabout180nmand75nm,respectively,lengthislessthan300nmininorganicsolution.②PbO2isdepositedonthesubstrateofTiO2nanotubebythepulseelectrodepositionmethod.Andthesamplewasde

5、tectedbySEM、XRD、EDS.Thehydrogen-storageperformanceofTiO2nanotubeisdiscussedthroughtheCyclicVoltammetryandcharge-dischargecycling.TheresultindicatesthatTiO2nanotubepossessstorageperformance;Thehydrogen-storagecapacitiesoftheTiO2nanotubewas0.01wt%.TiO2NT/PbO2hydrog

6、en-storagecapacitieswas0.1wt%.Keywords:TiO2nanotube；anodize；hydrogen-storageIV目　　录摘要ⅠAbstractⅡ第一章绪论11.1引言11.2储氢材料的研究现状21.2.1储氢合金21.2.2金属有机骨架材料31.2.3金属氢化物储氢材料41.2.4碳质储氢材料41.3TiO2纳米管51.3.1TiO2纳米管的制备61.3.2TiO2纳米管的形成机理91.3.3TiO2纳米阵列的应用101.4本论文研究思路和研究内容121.4.1研究思路121.

7、4.2研究内容12第二章实验部分132.1试剂与仪器132.2TiO2纳米管的制备142.2.1钛片的预处理142.2.2电解液的配制142.2.3TiO2纳米管的制备142.2.4TiO2纳米管的热处理152.3脉冲电沉积二氧化铅152.4样品的观察与表征152.4.1扫描电镜分析(SEM)15IV2.4.2X射线衍射分析162.4.3X射线能谱分析（EDS）162.5电化学储氢性能测试172.5.1循环伏安曲线的测定172.5.2充放电曲线的测定17第三章实验结果与讨论183.1TiO2纳米管阵列的结构和性能表征18

8、3.2沉积PbO2后TiO2的结构表征213.3沉积PbO2前后TiO2的储氢性能分析23结论27参考文献28IV第一章绪论1.1引言能源是人类生存和发展的重要物质基础，也是当今国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。社会经济持续快速发展，离不开有力的能源保障。人类的能源利用经历了从薪柴时代到煤炭时代，再到油气时代的演