钴、锰氧化物/碳纳米管复合材料的构建及应用研究
发布时间：2022-09-27 18:50
氢能是一种清洁能源,水的裂解是一种大量生产高纯度氢气的重要方法。而电解水需要贵金属催化剂降低较高的过电位产生的额外能耗,但是由于贵金属催化剂的储量低成本高,限制了其应用,因此研发高效、廉价、稳定性好的非贵金属催化剂意义重大。本论文分别构建并制备了钴、锰氧化物/碳纳米管复合材料,探索了其在析氧催化剂与超级电容器中的应用,探讨了各种因素对其性能的影响及机理。本论文首先采用冷凝回流法制备了氧化钴/碳纳米管复合材料,进行了氧化钴/碳纳米管复合材料作为电解水析氧催化剂的研究,提出了不同前驱体对氧化钴/碳纳米管复合材料析氧催化反应的影响机理。研究表明,以CoO/MWCNTs、Co9S8/MWCNTs、CoSe/MWCNTs作为前驱体制备了氧化钴/碳纳米管复合材料,且其具有良好的析氧催化活性和稳定性,析氧催化反应中的活性物质均为氧化钴。利用碳纳米管负载羟基乙酸钴作为前驱体,分别制备了不同钴含量的碳纳米管负载ZIF-67复合材料,将其煅烧后进行析氧催化实验,探讨了相关机理。研究表明,通过对比不同钴含量的ZIF-67/碳纳米管复合材料的析氧催化性能,发现通过增...
【文章页数】：65 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 析氧催化剂的发展现状及前景
1.3 析氧反应的原理概述
1.4 析氧催化剂的应用
1.4.1 金属-空气电池
1.4.2 燃料电池
1.5 析氧催化剂结构的设计及其优势
1.6 超级电容器概述
1.7 超级电容器的分类与工作原理
1.7.1 双电层电容器
1.7.2 法拉第准电容器
1.8 超级电容器材料的研究现状
1.8.1 碳电极材料
1.8.2 金属氧化物电极材料
1.8.3 导电聚合物电极材料
1.9 论文研究目的及内容
1.9.1 研究目的
1.9.2 研究内容
1.10 完成的主要工作量
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 碳纳米管负载钴、锰氧化物的制备方法
2.2.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物电极的制备方法
2.2.3 碳纳米管负载氧化锰电极的制备方法
2.2.4 碳纳米管负载钴的氧族化合物电极的电化学性能测试方法
2.2.5 碳纳米管负载氧化锰电极的电化学性能测试方法
2.3 表征方法
第3章 碳纳米管负载钴的氧族化合物的制备及表征
3.1 碳纳米管负载钴的氧族化合物的XRD分析
3.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物的TEM分析
3.3 碳纳米管负载钴的氧族化合物的EDS分析
3.4 碳纳米管负载钴的氧族化合物的XPS分析
3.5 碳纳米管负载钴的氧族化合物的TGA分析
3.6 本章小结
第4章 碳纳米管负载钴的氧族化合物的电催化性能及机理研究
4.1 碳纳米管负载钴的氧族化合物的电催化性能
4.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物的电催化机理研究
4.2.1 碳纳米管负载钴的氧族化合物XPS分析
4.2.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物EDS分析
4.2.3 碳纳米管负载钴的氧族化合物BET分析
4.3 本章小结
第5章 碳纳米管负载ZIF-67的电催化性能及机理研究
5.1 碳纳米管负载ZIF-67的XRD分析
5.2 碳纳米管负载ZIF-67的TEM分析
5.3 碳纳米管负载ZIF-67的EDS分析
5.4 碳纳米管负载ZIF-67的XPS分析
5.5 碳纳米管负载ZIF-67的电催化性能
5.6 碳纳米管负载ZIF-67的电催化机理研究
5.7 本章小结
第6章 碳纳米管负载氧化锰的制备及其电化学性能研究
6.1 碳纳米管负载MnO的制备及其电化学性能
6.1.1 碳纳米管负载MnO的XRD分析
6.1.2 碳纳米管负载MnO的TEM分析
6.1.3 碳纳米管负载MnO的电化学性能
6.2 碳纳米管负载Mn3O4的制备及其电化学性能
6.2.1 碳纳米管负载Mn3O4的XRD分析
6.2.2 碳纳米管负载Mn3O4的TEM分析
6.2.3 碳纳米管负载Mn3O4的电化学性能
6.3 碳纳米管负载MnO2的制备及其电化学性能
6.3.1 碳纳米管负载MnO2的XRD分析
6.3.2 碳纳米管负载MnO2的TEM分析
6.3.3 碳纳米管负载MnO2的电化学性能
6.4 本章小结
第7章 结论
7.1 主要成果
7.2 研究创新点
7.3 存在问题及建议
致谢
参考文献
附录
本文编号：3681422
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 析氧催化剂的发展现状及前景
1.3 析氧反应的原理概述
1.4 析氧催化剂的应用
1.4.1 金属-空气电池
1.4.2 燃料电池
1.5 析氧催化剂结构的设计及其优势
1.6 超级电容器概述
1.7 超级电容器的分类与工作原理
1.7.1 双电层电容器
1.7.2 法拉第准电容器
1.8 超级电容器材料的研究现状
1.8.1 碳电极材料
1.8.2 金属氧化物电极材料
1.8.3 导电聚合物电极材料
1.9 论文研究目的及内容
1.9.1 研究目的
1.9.2 研究内容
1.10 完成的主要工作量
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 碳纳米管负载钴、锰氧化物的制备方法
2.2.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物电极的制备方法
2.2.3 碳纳米管负载氧化锰电极的制备方法
2.2.4 碳纳米管负载钴的氧族化合物电极的电化学性能测试方法
2.2.5 碳纳米管负载氧化锰电极的电化学性能测试方法
2.3 表征方法
第3章 碳纳米管负载钴的氧族化合物的制备及表征
3.1 碳纳米管负载钴的氧族化合物的XRD分析
3.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物的TEM分析
3.3 碳纳米管负载钴的氧族化合物的EDS分析
3.4 碳纳米管负载钴的氧族化合物的XPS分析
3.5 碳纳米管负载钴的氧族化合物的TGA分析
3.6 本章小结
第4章 碳纳米管负载钴的氧族化合物的电催化性能及机理研究
4.1 碳纳米管负载钴的氧族化合物的电催化性能
4.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物的电催化机理研究
4.2.1 碳纳米管负载钴的氧族化合物XPS分析
4.2.2 碳纳米管负载钴的氧族化合物EDS分析
4.2.3 碳纳米管负载钴的氧族化合物BET分析
4.3 本章小结
第5章 碳纳米管负载ZIF-67的电催化性能及机理研究
5.1 碳纳米管负载ZIF-67的XRD分析
5.2 碳纳米管负载ZIF-67的TEM分析
5.3 碳纳米管负载ZIF-67的EDS分析
5.4 碳纳米管负载ZIF-67的XPS分析
5.5 碳纳米管负载ZIF-67的电催化性能
5.6 碳纳米管负载ZIF-67的电催化机理研究
5.7 本章小结
第6章 碳纳米管负载氧化锰的制备及其电化学性能研究
6.1 碳纳米管负载MnO的制备及其电化学性能
6.1.1 碳纳米管负载MnO的XRD分析
6.1.2 碳纳米管负载MnO的TEM分析
6.1.3 碳纳米管负载MnO的电化学性能
6.2 碳纳米管负载Mn3O4的制备及其电化学性能
6.2.1 碳纳米管负载Mn3O4的XRD分析
6.2.2 碳纳米管负载Mn3O4的TEM分析
6.2.3 碳纳米管负载Mn3O4的电化学性能
6.3 碳纳米管负载MnO2的制备及其电化学性能
6.3.1 碳纳米管负载MnO2的XRD分析
6.3.2 碳纳米管负载MnO2的TEM分析
6.3.3 碳纳米管负载MnO2的电化学性能
6.4 本章小结
第7章 结论
7.1 主要成果
7.2 研究创新点
7.3 存在问题及建议
致谢
参考文献
附录
本文编号：3681422
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