Mo 2 C（W 2 C）-碳纳米管复合材料的制备及电催化析氢性能
发布时间：2021-11-06 14:01
过渡金属碳化物是近年来备受关注的优质催化材料,由于其具有与Pt相似的能带结构,因而具有很多突出的性能,电催化析氢性能就是其中之一。作为一种潜在的替代贵金属铂、钯的电催化剂,过渡金属碳化物具有自然储量高、价格低廉、催化活性高等优点,易于实现工业化生产,具备解决贵金属铂作为电催化剂难以推广这个难题的能力。但是过渡金属碳化物种类众多,因此在其中选择合适的过渡金属加以研究便显得尤为重要,而钼和钨因其低成本、高丰度使其从众多过渡金属中脱颖而出,由其衍生出来的碳化钼以及碳化钨具备非常杰出的电催化性能。本课题利用简单的原位渗碳进行Mo2C（W2C）-碳纳米管复合材料的制备,首先以（NH4）6Mo7O24·4H2O为钼源合成了Mo-PANI前驱体,经过高温原位渗碳制备出了Mo2C-碳纳米管复合材料—Mo2C/N-C（A）,并对材料一系列表征,结果表明其材料以β-Mo2C为主,呈中空管状结构。通过改变碳化温度和筛选钼源进行材料优化,认为其在800℃下最有最佳性能,电流密度达到10mA/cm2时只需要215mV。对比发现以Na2MoO4·2H2O为钼源所得到的Mo2C-碳纳米管复合材料—Mo2C/N-C（...
【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】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Pt/N-G催化剂合成示意图
或其他化工产品等利用途径[5]。近期的一篇综述报道了转化而来的有前途的生物氢来源，藻类生物质丰富，清nish 等人证实，除直接生物光解之外，绿藻可以在一定条氢，由此得到氢气，并对比了直接生物光解制氢与间接同[5]，但是与生物乙醇和生物柴油等其他的生物燃料不生产氢气仍处于发展的早期阶段[6]。生物质制氢技术已经取得了比较大的进展，但最大的问高和能量转化率低。2018 年， Hibino 证实了不需要大本的废弃生物质的电化学制氢的方法[7]。如下图 1-2 所示 为起始电压来电解面包渣、柏木屑和米糠产生氢气，在流效率约为 100%，在阳极产生二氧化碳的电流效率约为测试的燃料，每 1 mg 原料的氢气产量为 0.1 - 0.2 mg，成正比的平台电压下连续进行。这些特性归因于用于阳化中孔炭的高催化活性，并且生物质的主要组分如纤维素蛋白质和脂质被有效地用作制氢的燃料。
示意图如 1-3 所示：图1-3 “Trash-to-treasure”策略中的连续吸附和持续硫化示意图[8]将有毒金属离子污染物转化为有益的光催化促进剂，是通过将富含光催化剂的 TiO2纳米颗粒结合到富含-OH 的琼脂中而构建出良好的复合水凝胶实现的，有效金属离子吸附将其固有的化学过程和光催化过程协同起来，随后的硫化处理使得吸附的重金属离子完全转化为相应的硫化物光敏剂，并且与预掺入的光催化剂形成异质结，不仅高效率的去除了金属污染物，还成功地实现了从含金属的工业废水中通过光催化 H2，提了供一种新的实用途径来克服由重金属引起的催化剂中毒效应，较大程度上解决全球水污染问题。在众多的已经报道的半导体光催化制氢材料中
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化钨/碳化二钨核壳结构纳米复合材料的制备及电催化活性[J]. 李国华,陈丹,郑翔,谢伟淼,程媛. 物理化学学报. 2012(09)
[2]碳化钼催化剂的研究进展[J]. 张新,李来平,梁静. 中国钼业. 2010(06)
[3]不同炭载体上碳化钼催化剂的合成[J]. 李晓芸,马丁,包信和. 催化学报. 2008(09)
博士论文
[1]碳基过渡金属碳化物介孔材料及其电催化性能的研究[D]. 张永博.华东师范大学 2017
[2]碳化钨负载铂催化剂的制备、表征及电化学性能[D]. 盛江峰.浙江工业大学 2008
[3]高活性碳化钨催化材料的制备、表征及电化学性能研究[D]. 马淳安.上海大学 2005
硕士论文
[1]三维自支撑电极材料的制备及其电催化水裂解性能研究[D]. 樊梅红.吉林大学 2016
[2]金属有机骨架材料衍生的金属@碳核—壳催化剂的制备及电解水产氢催化研究[D]. 卢佳.华南理工大学 2016
[3]碳化钼和氮化钼纳米材料的制备与表征[D]. 孙波.山东大学 2011
本文编号：3479962
【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】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Pt/N-G催化剂合成示意图
或其他化工产品等利用途径[5]。近期的一篇综述报道了转化而来的有前途的生物氢来源，藻类生物质丰富，清nish 等人证实，除直接生物光解之外，绿藻可以在一定条氢，由此得到氢气，并对比了直接生物光解制氢与间接同[5]，但是与生物乙醇和生物柴油等其他的生物燃料不生产氢气仍处于发展的早期阶段[6]。生物质制氢技术已经取得了比较大的进展，但最大的问高和能量转化率低。2018 年， Hibino 证实了不需要大本的废弃生物质的电化学制氢的方法[7]。如下图 1-2 所示 为起始电压来电解面包渣、柏木屑和米糠产生氢气，在流效率约为 100%，在阳极产生二氧化碳的电流效率约为测试的燃料，每 1 mg 原料的氢气产量为 0.1 - 0.2 mg，成正比的平台电压下连续进行。这些特性归因于用于阳化中孔炭的高催化活性，并且生物质的主要组分如纤维素蛋白质和脂质被有效地用作制氢的燃料。
示意图如 1-3 所示：图1-3 “Trash-to-treasure”策略中的连续吸附和持续硫化示意图[8]将有毒金属离子污染物转化为有益的光催化促进剂，是通过将富含光催化剂的 TiO2纳米颗粒结合到富含-OH 的琼脂中而构建出良好的复合水凝胶实现的，有效金属离子吸附将其固有的化学过程和光催化过程协同起来，随后的硫化处理使得吸附的重金属离子完全转化为相应的硫化物光敏剂，并且与预掺入的光催化剂形成异质结，不仅高效率的去除了金属污染物，还成功地实现了从含金属的工业废水中通过光催化 H2，提了供一种新的实用途径来克服由重金属引起的催化剂中毒效应，较大程度上解决全球水污染问题。在众多的已经报道的半导体光催化制氢材料中
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化钨/碳化二钨核壳结构纳米复合材料的制备及电催化活性[J]. 李国华,陈丹,郑翔,谢伟淼,程媛. 物理化学学报. 2012(09)
[2]碳化钼催化剂的研究进展[J]. 张新,李来平,梁静. 中国钼业. 2010(06)
[3]不同炭载体上碳化钼催化剂的合成[J]. 李晓芸,马丁,包信和. 催化学报. 2008(09)
博士论文
[1]碳基过渡金属碳化物介孔材料及其电催化性能的研究[D]. 张永博.华东师范大学 2017
[2]碳化钨负载铂催化剂的制备、表征及电化学性能[D]. 盛江峰.浙江工业大学 2008
[3]高活性碳化钨催化材料的制备、表征及电化学性能研究[D]. 马淳安.上海大学 2005
硕士论文
[1]三维自支撑电极材料的制备及其电催化水裂解性能研究[D]. 樊梅红.吉林大学 2016
[2]金属有机骨架材料衍生的金属@碳核—壳催化剂的制备及电解水产氢催化研究[D]. 卢佳.华南理工大学 2016
[3]碳化钼和氮化钼纳米材料的制备与表征[D]. 孙波.山东大学 2011
本文编号：3479962
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