导　　师： 陈砺

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 催化科学技术与人类生活息息相关,先进催化材料和工艺的开发和应用对实现人类文明可持续发展具有重要意义。等离子体电解氧化（PEO）技术因工艺简单、绿色友好且制得的膜层具有附着力高、耐蚀耐磨和组分可调控等优点,近年来在催化领域中得到学者的广泛关注,被认为是未来微通道反应器理想的催化膜制备方法。然而,此类催化膜层普遍存在的低孔隙率问题尚未得到有效解决,微通道中负载PEO催化膜的可行性和影响因素尚不清楚。鉴于此,本论文以高孔隙率PEO催化膜的设计和制备作为研究重心,并对微通道中PEO膜的原位生长进行初步探索,具体工作如下:（1）提出―控制膜层厚度在较低水平,维持放电火花?高密度、小尺寸、低能量‘的状态‖这一思路来制备高孔隙率PEO膜,并在两种电解液体系中进行验证。首先在碱性硅酸盐体系中,研究了电解液组分对成膜过程的影响机制,通过设计和优化反应条件制得高孔隙率PEO膜,提出成膜机理;在碱性铝酸盐体系中,对电解液组分、浓度以及电参数进行设计和优化,实现了高孔隙率PEO催化膜的可控制备,分析膜层结构、组分和催化性能。研究表明:1)Na2SiO3和NaAlO2对铝基体具有强烈钝化效应,有助于膜层生长,KOH对金属基体及氧化膜具有强烈溶解效应,会抑制膜层生长。2)高孔隙率PEO膜的成膜过程中,KOH的溶解效应占主导地位,放电火花密度高、尺寸小,制得的氧化膜厚度低且孔隙发达,膜表面完全被纳米颗粒层覆盖。3)膜层孔隙率随着反应时间的延长而提高,硅酸盐体系PEO膜层孔隙率最高为33.3±1.7%,铝酸盐体系PEO膜层孔隙率最高是30.5±1.3%;反应时间为120 min,PEO膜呈―外层树杈状,内层多孔‖的多层结构。4)高孔隙率PEO膜是在小尺寸放电火花及电解液溶解效应的长时间作用下形成的,其生长机理涉及到一种包含气泡产生、�

关 键 词： 等离子体电解氧化 高孔隙率 催化膜 成膜机理 微通道

领　　域： []