界面调控的CoO/CoFe LDHs复合材料电催化应用研究
发布时间：2021-04-20 10:55
发展清洁能源是解决环境问题非常重要的方法。电解水制备氢气与氧气提供了一种有前途的储备清洁能源的策略。因为OER较HER而言是一个多电子转移过程并且反应动力学差、过电势高,所以OER被视为电解水的决速过程。过渡金属基材料因其丰富的储备、独特的电子特性、多样的晶体结构而被广泛的应用于OER催化。尤其,LDHs（边共享的八面体MO6层）作为二维家族中的一员更是表现出优异的OER催化性能。改变催化剂的电子结构和修饰表面特性促进电子-质子转移是提升活性位点本征活性的有效方法。广泛关注的非均相复合材料中强的界面化学和电子交互作用可以改变催化剂的电子结构。那么设计合适的界面之间存在强相互作用的复合材料可以有效的提升OER催化性能。在此,我们成功地利用在溶液中用激光烧蚀块体靶材自上而下的合成CoO颗粒和CoFe LDHs纳米片复合材料催化剂,这种复合材料中的CoO颗粒与CoFe LDHs纳米片之间存在耦合的界面结构,通过这种界面耦合使得界面处的电子转移得到具有更高催化活性的催化剂。具体研究内容如下:1、本文首次采用了激光液相烧蚀合金靶材的方法成功制备了钴铁层状双金属氢氧化物负载氧...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 水氧化反应（OER）催化剂研究现状
1.3 类水滑石材料介绍
1.3.1 类水滑石简介
1.3.2 类水滑石制备方法
1.3.3 类水滑石在电催化方面应用
1.4 复合纳米材料
1.5 脉冲激光烧蚀
1.6 课题的提出与创新之处
1.6.1 课题的提出
1.6.2 研究内容
1.6.3 创新之处
第2章 实验原料与装置
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.2.1 分析天平
2.2.2 恒温磁力搅拌器
2.2.3 超声波清洗器
2.2.4 高速冷冻离心机
2.2.5 真空冷冻干燥机
2.2.6 纳秒脉冲激光器
2.2.7 恒温真空干燥箱
2.2.8 高压反应釜
2.2.9 移液枪
2.3 表征设备
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）
2.3.2 透射电子显微镜（TEM）
2.3.3 X射线光电子能谱测试仪（XPS）
2.3.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
2.3.5 原子力显微镜（AFM）
2.3.6 电感耦合等离子体共振光谱（ICP-MS）
2.3.7 电化学测试仪器
2.4 实验过程
2.4.1 激光烧蚀法制备CoFe LDHs
2.4.2 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs
2.4.3 共沉淀法制备CoFe LDHs
2.4.4 水热法制备CoO
2.4.5 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs
2.5 电化学测试
2.5.1 饱和甘汞电极标定
2.5.2 氧化还原性能测试
第3章 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂
3.1 引言
3.2 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂的表征
3.2.1 物相成分表征
3.2.2 形貌表征
3.2.3 CoO颗粒与CoFe LDHs片之间的电子相互作用
3.3 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂OER催化性能
3.3.1 循环伏安（CV）曲线的测试
3.3.2 线性扫描伏安（LSV）曲线的测试
3.3.3 OER催化稳定性能测试
3.3.4 旋转环盘电极（RRDE）测试
3.4 复合材料OER催化性能提升分析
3.4.1 电子传输
3.4.2 电化学活性表面积
3.4.3 本征活性
3.5 本章小结
第4章 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂
4.1 引言
4.2 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂表征
4.3 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂OER催化性能
4.4 不同制备方法材料性能差异分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 全文结论
5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3149543
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 水氧化反应（OER）催化剂研究现状
1.3 类水滑石材料介绍
1.3.1 类水滑石简介
1.3.2 类水滑石制备方法
1.3.3 类水滑石在电催化方面应用
1.4 复合纳米材料
1.5 脉冲激光烧蚀
1.6 课题的提出与创新之处
1.6.1 课题的提出
1.6.2 研究内容
1.6.3 创新之处
第2章 实验原料与装置
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.2.1 分析天平
2.2.2 恒温磁力搅拌器
2.2.3 超声波清洗器
2.2.4 高速冷冻离心机
2.2.5 真空冷冻干燥机
2.2.6 纳秒脉冲激光器
2.2.7 恒温真空干燥箱
2.2.8 高压反应釜
2.2.9 移液枪
2.3 表征设备
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）
2.3.2 透射电子显微镜（TEM）
2.3.3 X射线光电子能谱测试仪（XPS）
2.3.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
2.3.5 原子力显微镜（AFM）
2.3.6 电感耦合等离子体共振光谱（ICP-MS）
2.3.7 电化学测试仪器
2.4 实验过程
2.4.1 激光烧蚀法制备CoFe LDHs
2.4.2 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs
2.4.3 共沉淀法制备CoFe LDHs
2.4.4 水热法制备CoO
2.4.5 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs
2.5 电化学测试
2.5.1 饱和甘汞电极标定
2.5.2 氧化还原性能测试
第3章 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂
3.1 引言
3.2 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂的表征
3.2.1 物相成分表征
3.2.2 形貌表征
3.2.3 CoO颗粒与CoFe LDHs片之间的电子相互作用
3.3 激光烧蚀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂OER催化性能
3.3.1 循环伏安（CV）曲线的测试
3.3.2 线性扫描伏安（LSV）曲线的测试
3.3.3 OER催化稳定性能测试
3.3.4 旋转环盘电极（RRDE）测试
3.4 复合材料OER催化性能提升分析
3.4.1 电子传输
3.4.2 电化学活性表面积
3.4.3 本征活性
3.5 本章小结
第4章 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂
4.1 引言
4.2 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂表征
4.3 共沉淀法制备CoO/CoFe LDHs复合催化剂OER催化性能
4.4 不同制备方法材料性能差异分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 全文结论
5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3149543
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