镍基磷化物纳米材料制备及其电催化分解水性能研究

发布时间：2021-07-12 11:04

　　近年来,由于存在能源危机和环境问题,氢气作为一种清洁可再生的能源因此备受关注。电催化分解水制氢是满足能源需求、解决环境问题的极具吸引力的途径。但是电催化分解水中仍然存在着固有的能量屏障,需要更高的过电势才能获得显著的催化效率。迄今为止,贵金属Pt、Ir和Ru基电催化剂一直是众所周知的最活跃的催化材料。但是,它们高昂的价格和稀缺性严重地限制了企业大规模应用该清洁能源。镍基磷化物具有催化性能好、储存丰富、成本低、污染小等优点。本文制备出具有优异电催化性能的镍基自支撑纳米材料。论文具体内容如下:（1）3D纳米片阵列结构,再加上外来原子掺杂及表面结构的调节,是一种提高过渡金属化合物、非贵金属催化剂电催化性能的方法。在本文中,我们通过水热法和磷化过程制备了在泡沫镍上负载Fe掺杂Ni₂P纳米片阵列,增强材料的OER和HER性能。得益于表面工程和Fe掺杂强大的电子效应为材料带来更多的电化学活性位点和合适的表面粗糙度。Fe-Ni₂P-2展现出最好的OER性能,在100m A·cm^-2电流密度下,其OER过电势为255 m V,Tafel... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

催化剂表面的Volmer-Heyrovsky和Volmer-Tafel过程原理图[29]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文4图1-2不同非贵金属材料催化析氢反应的极化曲线（a）MoS2[19]；（b）CoP[21]；（c）Mo2C[25]；（d）MoSe2[30]图1-3MoS2结构示意图[31]上世纪70年代才对MoS2在HER电催化性能方面进行研究，当时发现块状的MoS2晶体没有HER催化活性，所以研究者们对于该材料就没有深入的研究。直到2005年，研究人员发现在MoS2中的金属Mo边缘上有类似于固氮酶的活性位点，并且通过进一步计算发现了材料的氢吸附能与传统催化活性良好的贵金属Pt的氢吸附能相近，因此推测出MoS2在理论上有HER电催化活性。该推测在2007年被Jaramillo等人[32]通过实验证实，理论和实验研究证明MoS2的边缘位是十分活跃的。由于增加活性位点的量是提高电催化性能的方法之一，因此，寻找出使MoS2

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文4图1-2不同非贵金属材料催化析氢反应的极化曲线（a）MoS2[19]；（b）CoP[21]；（c）Mo2C[25]；（d）MoSe2[30]图1-3MoS2结构示意图[31]上世纪70年代才对MoS2在HER电催化性能方面进行研究，当时发现块状的MoS2晶体没有HER催化活性，所以研究者们对于该材料就没有深入的研究。直到2005年，研究人员发现在MoS2中的金属Mo边缘上有类似于固氮酶的活性位点，并且通过进一步计算发现了材料的氢吸附能与传统催化活性良好的贵金属Pt的氢吸附能相近，因此推测出MoS2在理论上有HER电催化活性。该推测在2007年被Jaramillo等人[32]通过实验证实，理论和实验研究证明MoS2的边缘位是十分活跃的。由于增加活性位点的量是提高电催化性能的方法之一，因此，寻找出使MoS2

【参考文献】：
硕士论文
[1]MoS2纳米管及MoS2@C复合材料的制备及其电催化析氢性能[D]. 辛甜.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：3279794