化学镀在钯复合膜制备及石墨电极修饰中应用的研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩

2、印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要能源与环境是全世界共同关心的问题，从某种意义上讲，人类社会的发展和优质能源的出现、先进能源技术的使用是密切相关的。氢能作为一种清洁的新型能源，其生产、纯化和储存技术成为研究的热点。钯膜及钯复合膜具有较高的氢气渗透选择性、良好的机械和热稳定性等优点，被广泛研究用于氢气的纯化和膜反应器的制备与应用中。太阳能、

3、风能等新型能源的开发和利用，对能量的储存过程提出更高的要求。全钒液流电池是一种新型高效的绿色环保二次电池，是目前最有可能部分取代铅酸电池的电源。本文采用超声波改进化学镀的方法，制备致密、性能稳定的钯复合膜用于氢气的分离和纯化，并对其渗透性能进行评价。复合膜载体选用多孔不锈钢材料，预处理后利用原位氧化法和溶胶-凝胶CeO2方法进行表面修饰，然后采用超声波改进化学镀方法制备钯复合膜。结果表明，采用原位氧化氧化物和CeO2中间层都可以有效修饰多孔不锈钢表面；超声波的引入使得所制备的钯膜更加致密，钯颗粒尺寸小

4、，更有利于制备致密超薄的钯复合膜。我们制备的膜厚度在4μm左o右，气密性良好，在400C、0.1Mpa下Pd/CeO2-PSS膜的H2渗透通量在1.222mol/(m·s)左右，Pd/insituoxidized-PSS膜的H2渗透通量为0.16mol/(m·s)。我们的实验证明H2渗透的主要阻力在于载体层。利用化学镀方法在石墨电极上沉积不同的金属，应用于无水全钒液流电池中，以提高石墨电极的电化学活性，同时降低成本。采用离子液体四乙基六氟磷酸胺（TEAPF6）作为支持电解质，乙酰丙酮钒作为活性物质，乙

5、腈为溶剂，在无水无氧条件下进行循环伏安测试。结果表明，金属Cu修饰的电极不适用于该体系。电极动力学研究表明，V(Ⅱ)/V(Ⅲ)和V(Ⅲ)/V(Ⅳ)氧化还原反应均不完全-62可逆反应，实验测得室温时乙酰丙酮钒的扩散系数为1.21×10cm/s，且电极反应均为扩散控制。o利用热处理提高石墨电极的电化学活性，400C处理后的石墨电极电化学活o性有一定提高，当温度高于600C时，由于活性官能团被过度氧化，导致电化学活性降低。关键词：化学镀超声波钯复合膜氢气渗透石墨电极修饰全钒液流电池ABSTRACTEnerg

6、yandenvironmentalissuesarethecommonconcernsaroundtheworld.Inasense,thedevelopmentofhumansocietyisindispensiblefromtheemergenceofhigh-qualityenergyandtheuseofadvancedenergytechnologies.Theproduction,purificationandstoragetechnologiesofhydrogenbecomearese

7、archhotspotsincebasedonH2acleanandhighefficientenergysystemcanbebuilt.Palladiumcompositemembranehasbeenextensivelystudiedforhydrogenpurificationandinthepreparationofthemembranereactorbecauseofitshighhydrogenpermeationselectivity,goodmechanicalandthermal

8、stabilityandcatalyticactivity.Inaddition,withthedevelopmentandutilizationofnewenergiessuchassolarandwindenergy,newchallengesarearisonforenergystorage.Allvanadiumredoxflowbatteryisanefficientandgreensecondarybatterywhichismostlike