过渡金属氮/氧化物的调控合成以及电化学性能研究
发布时间：2021-09-28 05:34
常见的新能源主要有核能、太阳能、风能、海洋能、氢能、生物质能,但是由于其受各种因素的影响,存在诸多问题。氢能是一种极具发展前景的清洁能源,其原料主要是自然界丰富的水资源,但是电解水产生氢气需要电催化剂材料以降低电解过程的电压。太阳能、风能、生物质能则需要一个储存电能的系统将产生的多余能量进行储存,而锂离子电池是一种很好的储能装置。过渡金属氮/氧化物材料因其具有廉价、地球储存丰富、环境友好等优点,被广泛应用于电催化和锂离子电池材料领域。本论文针对过渡金属氮/氧化物材料并对其结构以及电化学性能进行研究,主要的研究内容如下:1.通过水热法结合相应的氮化处理,在碳布上生长一种具有三维结构的双功能柔性非贵重金属电催化剂Ni3FeN-NPs,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）等多种表征手段研究样品的物相、形貌和结构,并研究了 Ni3FeN-NPs催化全水分解的电催化活性。实验结果表明,经过氮化后,形貌由纳米片变成了纳米颗粒。Ni3FeN-NPs在1 M KOH条件下展示了较高的氢气析出反应（HER）和氧气析出反应（OER）的...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金红石、锐钛矿和板钛矿相二氧化钛的晶体结构
12图 3.1 在碳布上制备 Ni3FeN-NPs 的过程示意图。Figure 3.1 Schematic of the synthesis process for Ni3FeN-NPs on carbon cloth.NiFe-LDHs 的制备碳布上制备前驱产物 NiFe-LDHs 需先在碳布上生长一层籽晶层，所用原料NO3)2 6H2O，0.8 g Fe(NO3)3 9H2O（AR）溶于 50 ml 无水乙醇溶液中。将 2 浸于该乙醇溶液中 5 分钟，在将碳布甩干后置于 350oC 的加热板上热处此重复 4 次。取 0.1314 g NiSO4 6H2O，0.1390 g FeSO4 7H2O，0.0706 g 尿素a3C6H5O7 2H2O 溶于 20 ml 水溶液中，搅拌 20 分钟后，将溶液倒入 25 ml 的内胆中，将长了籽晶的碳布置于溶液中，内胆放入高压不锈钢反应釜中，鼓风干燥箱中反应 12 h，待降到室温取出碳布用去离子冲洗几次后，置于60oC 的烘箱中干燥，即可在碳布上负载 NiFe-LDHs。
镜（TEM）来观察其形貌及微观结构，通过透射电素分布情况，通过 BET 测量比表面积。电化学性能主）进行测试，HER 和 OER 主要利用典型的三电极电解gCl 作电极，负极用碳棒，工作电极接我们的材料，电解分解，使用两电极体系进行测试，两电极都接入测试）测试材料的导电性。论Hs 纳米片的结构分析iFe-LDHs 的结构示意图，从图中我们可以看出 Ni 和 i/Fe 位于八面体的中心，O 为配位原子位于八面体的顶层多面体层，层之间是阴离子层 OH-，从而形成了层状
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu欠电位沉积法制备高效Pt/碳布析氢电极[J]. 王芳,敏世雄,侯建华,靳治良,马小华. 精细化工. 2016(11)
[2]第一过渡系列金属元素单核水氧化催化剂的最新进展[J]. 张宗尧,郑坤毅,曹睿. 中国科学:化学. 2014(02)
[3]纳米材料负载钌催化剂的制备与应用[J]. 王自庆,张留明,林建新,王榕,魏可镁. 催化学报. 2012(03)
[4]过渡元素的特点[J]. 张成桂. 数理化学习(高中版). 2003(03)
[5]强磁性Fe3O4纳米粒子的制备及其性能表征[J]. 邹涛,郭灿雄,段雪,张密林. 精细化工. 2002(12)
[6]镍电极研究进展[J]. 袁安保,张鉴清,曹楚南. 电源技术. 2001(01)
[7]稀贵金属矿物及其选矿[J]. 张文钲. 国外金属矿选矿. 1976(Z2)
博士论文
[1]基于层状双金属氢氧化物的碳基杂化催化材料的制备、结构及性能[D]. 兰蒙.北京化工大学 2015
[2]过渡金属（Fe，Mo）氧化物微/纳结构的构筑和应用研究[D]. 夏娟.中国科学技术大学 2015
[3]NiO纳米复合结构的制备及超级电容器性能研究[D]. 梁坤.电子科技大学 2015
[4]纳米结构二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能[D]. 畅文凯.北京化工大学 2013
[5]过渡金属铁、铜氧化物纳米材料的制备及催化应用研究[D]. 朱脉勇.扬州大学 2011
[6]过渡金属氧化物纳米结构的调控合成、组装及其性能研究[D]. 霍子扬.清华大学 2009
硕士论文
[1]金属磷化物纳米材料的制备及其电催化制氢性能[D]. 金立煌.江苏大学 2016
[2]铁基双金属/氮共掺杂碳催化剂的制备及其电催化氧还原性能[D]. 柳璐.太原理工大学 2016
[3]镍基氢氧化物的纳米微结构调控及电化学性能研究[D]. 薛俊莹.烟台大学 2016
[4]非贵金属钴配合物的制备及催化水分解性质研究[D]. 陈海燕.中国科学技术大学 2016
[5]基于过渡金属电解水催化剂的制备及性能研究[D]. 施金乐.重庆师范大学 2016
[6]镍基非贵金属催化剂的制备及电催化水分解性质研究[D]. 于杏杏.中国科学技术大学 2015
[7]镍基氢氧化物/石墨烯复合材料的制备及其超电容性能的研究[D]. 陈志道.安徽工业大学 2013
[8]过渡金属氧化物纳米粒子的电容性能研究[D]. 欧阳明丽.吉林大学 2013
[9]纳米层状二氧化锰的制备及其性能研究[D]. 林琳.重庆理工大学 2010
[10]尖晶石型过渡金属复合氧化物的制备及性能研究[D]. 郭小妮.重庆大学 2007
本文编号：3411337
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金红石、锐钛矿和板钛矿相二氧化钛的晶体结构
12图 3.1 在碳布上制备 Ni3FeN-NPs 的过程示意图。Figure 3.1 Schematic of the synthesis process for Ni3FeN-NPs on carbon cloth.NiFe-LDHs 的制备碳布上制备前驱产物 NiFe-LDHs 需先在碳布上生长一层籽晶层，所用原料NO3)2 6H2O，0.8 g Fe(NO3)3 9H2O（AR）溶于 50 ml 无水乙醇溶液中。将 2 浸于该乙醇溶液中 5 分钟，在将碳布甩干后置于 350oC 的加热板上热处此重复 4 次。取 0.1314 g NiSO4 6H2O，0.1390 g FeSO4 7H2O，0.0706 g 尿素a3C6H5O7 2H2O 溶于 20 ml 水溶液中，搅拌 20 分钟后，将溶液倒入 25 ml 的内胆中，将长了籽晶的碳布置于溶液中，内胆放入高压不锈钢反应釜中，鼓风干燥箱中反应 12 h，待降到室温取出碳布用去离子冲洗几次后，置于60oC 的烘箱中干燥，即可在碳布上负载 NiFe-LDHs。
镜（TEM）来观察其形貌及微观结构，通过透射电素分布情况，通过 BET 测量比表面积。电化学性能主）进行测试，HER 和 OER 主要利用典型的三电极电解gCl 作电极，负极用碳棒，工作电极接我们的材料，电解分解，使用两电极体系进行测试，两电极都接入测试）测试材料的导电性。论Hs 纳米片的结构分析iFe-LDHs 的结构示意图，从图中我们可以看出 Ni 和 i/Fe 位于八面体的中心，O 为配位原子位于八面体的顶层多面体层，层之间是阴离子层 OH-，从而形成了层状
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu欠电位沉积法制备高效Pt/碳布析氢电极[J]. 王芳,敏世雄,侯建华,靳治良,马小华. 精细化工. 2016(11)
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[4]过渡元素的特点[J]. 张成桂. 数理化学习(高中版). 2003(03)
[5]强磁性Fe3O4纳米粒子的制备及其性能表征[J]. 邹涛,郭灿雄,段雪,张密林. 精细化工. 2002(12)
[6]镍电极研究进展[J]. 袁安保,张鉴清,曹楚南. 电源技术. 2001(01)
[7]稀贵金属矿物及其选矿[J]. 张文钲. 国外金属矿选矿. 1976(Z2)
博士论文
[1]基于层状双金属氢氧化物的碳基杂化催化材料的制备、结构及性能[D]. 兰蒙.北京化工大学 2015
[2]过渡金属（Fe，Mo）氧化物微/纳结构的构筑和应用研究[D]. 夏娟.中国科学技术大学 2015
[3]NiO纳米复合结构的制备及超级电容器性能研究[D]. 梁坤.电子科技大学 2015
[4]纳米结构二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能[D]. 畅文凯.北京化工大学 2013
[5]过渡金属铁、铜氧化物纳米材料的制备及催化应用研究[D]. 朱脉勇.扬州大学 2011
[6]过渡金属氧化物纳米结构的调控合成、组装及其性能研究[D]. 霍子扬.清华大学 2009
硕士论文
[1]金属磷化物纳米材料的制备及其电催化制氢性能[D]. 金立煌.江苏大学 2016
[2]铁基双金属/氮共掺杂碳催化剂的制备及其电催化氧还原性能[D]. 柳璐.太原理工大学 2016
[3]镍基氢氧化物的纳米微结构调控及电化学性能研究[D]. 薛俊莹.烟台大学 2016
[4]非贵金属钴配合物的制备及催化水分解性质研究[D]. 陈海燕.中国科学技术大学 2016
[5]基于过渡金属电解水催化剂的制备及性能研究[D]. 施金乐.重庆师范大学 2016
[6]镍基非贵金属催化剂的制备及电催化水分解性质研究[D]. 于杏杏.中国科学技术大学 2015
[7]镍基氢氧化物/石墨烯复合材料的制备及其超电容性能的研究[D]. 陈志道.安徽工业大学 2013
[8]过渡金属氧化物纳米粒子的电容性能研究[D]. 欧阳明丽.吉林大学 2013
[9]纳米层状二氧化锰的制备及其性能研究[D]. 林琳.重庆理工大学 2010
[10]尖晶石型过渡金属复合氧化物的制备及性能研究[D]. 郭小妮.重庆大学 2007
本文编号：3411337
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