过渡金属基杂化纳米材料的可控合成及电催化性能研究
发布时间：2023-06-17 23:36
工业革命以来,人类对能源的需求日益增长,而化石能源作为不可再生能源却面临着日渐枯竭的局面。化石能源危机以及随之带来的环境污染问题也引起了全世界的广泛关注。因此,开发清洁可再生能源成为了目前的研究热点。众所周知,电解水是清洁能源的重要来源之一,而催化电解水的高效催化剂仍然依赖于稀有贵金属,贵金属的稀缺性和稳定性差等问题极大地限制了催化剂的商业化应用。因此,开发具有低成本、高效的析氧(OER),析氢(HER)以及氧还原(ORR)催化剂对于清洁能源的储存和发展具有十分重要的意义。针对上述的问题,本文选取了较为廉价的过渡金属,通过对合成方法以及反应条件进行逐步优化,控制合成了性能优异的电催化纳米材料。并以析氧反应(OER),析氢反应(HER)和氧还原反应(ORR)为模型反应,对制得的催化剂进行系统的表征分析,本论文的主要研究内容如下:(1)第一步采用溶剂热法,合成了W,Ru双金属掺杂的W-Ru/NF,第二步用高温煅烧的方法对前躯体进行磷化,得到了W,Ru双金属掺杂的W-Ru/NiP2催化材料。将析氢反应作为本实验的模型反应,研究了金属掺杂对于催化剂性能的提升作用。研究结果...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 纳米电催化剂概述
1.2.1 纳米材料
1.2.2 纳米电催化剂的应用研究
1.2.3 纳米电催化剂的前景与发展
1.3 电催化分解水概述
1.3.1 电催化分解水原理
1.3.2 析氢反应原理
1.3.3 析氧反应原理
1.4 金属-空气电池概述
1.4.1 金属-空气电池的基本构成以及分类
1.4.2 锌-空气电池的原理
1.4.3 锌-空气电池的前景与发展
1.4.4 氧还原反应原理及其研究现状
1.5 论文的选题思路以及研究内容
1.5.1 论文的选题思路
1.5.2 论文的研究内容
参考文献
第二章 NiP2纳米电催化剂的合成、表征及电催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂和实验仪器
2.2.2 NiP2纳米电催化剂的合成
2.2.3 NiP2纳米电催化剂的表征
2.2.4 析氢反应性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 NiP2纳米电催化剂的物相结构分析
2.3.2 NiP2纳米电催化剂的形貌表征
2.3.3 NiP2纳米电催化剂的表面元素组成以及价态分析
2.3.4 NiP2纳米电催化剂的电化学性能
2.4 本章小结
参考文献
第三章 CoFe-CNT纳米电催化剂的合成、表征及电催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和实验仪器
3.2.2 CoFe-CNT纳米电催化剂的合成
3.2.3 CoFe-CNT纳米电催化剂的表征
3.2.4 氧还原反应性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 CoFe-CNT纳米电催化剂的物相结构分析
3.3.2 CoFe-CNT纳米电催化剂的形貌表征
3.3.3 CoFe-CNT纳米电催化剂的表面元素组成以及价态分析
3.3.4 CoFe-CNT纳米电催化剂的电化学性能
3.4 本章小结
参考文献
第四章 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的合成、表征及电催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂和实验仪器
4.2.2 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的合成
4.2.3 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的表征
4.2.4 析氧反应性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的物相结构分析
4.3.2 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的形貌表征
4.3.3 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的表面元素组成以及价态分析
4.3.4 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的电化学性能
4.4 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.1.1 W,Ru共掺杂的NiP2 纳米催化材料
5.1.2 CoFe-CNT复合纳米催化材料
5.1.3 NF@Co3O4@FeOOH纳米催化材料
5.2 展望
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3834361
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 纳米电催化剂概述
1.2.1 纳米材料
1.2.2 纳米电催化剂的应用研究
1.2.3 纳米电催化剂的前景与发展
1.3 电催化分解水概述
1.3.1 电催化分解水原理
1.3.2 析氢反应原理
1.3.3 析氧反应原理
1.4 金属-空气电池概述
1.4.1 金属-空气电池的基本构成以及分类
1.4.2 锌-空气电池的原理
1.4.3 锌-空气电池的前景与发展
1.4.4 氧还原反应原理及其研究现状
1.5 论文的选题思路以及研究内容
1.5.1 论文的选题思路
1.5.2 论文的研究内容
参考文献
第二章 NiP2纳米电催化剂的合成、表征及电催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂和实验仪器
2.2.2 NiP2纳米电催化剂的合成
2.2.3 NiP2纳米电催化剂的表征
2.2.4 析氢反应性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 NiP2纳米电催化剂的物相结构分析
2.3.2 NiP2纳米电催化剂的形貌表征
2.3.3 NiP2纳米电催化剂的表面元素组成以及价态分析
2.3.4 NiP2纳米电催化剂的电化学性能
2.4 本章小结
参考文献
第三章 CoFe-CNT纳米电催化剂的合成、表征及电催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和实验仪器
3.2.2 CoFe-CNT纳米电催化剂的合成
3.2.3 CoFe-CNT纳米电催化剂的表征
3.2.4 氧还原反应性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 CoFe-CNT纳米电催化剂的物相结构分析
3.3.2 CoFe-CNT纳米电催化剂的形貌表征
3.3.3 CoFe-CNT纳米电催化剂的表面元素组成以及价态分析
3.3.4 CoFe-CNT纳米电催化剂的电化学性能
3.4 本章小结
参考文献
第四章 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的合成、表征及电催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂和实验仪器
4.2.2 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的合成
4.2.3 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的表征
4.2.4 析氧反应性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的物相结构分析
4.3.2 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的形貌表征
4.3.3 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的表面元素组成以及价态分析
4.3.4 NF@Co3O4@FeOOH纳米电催化剂的电化学性能
4.4 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.1.1 W,Ru共掺杂的NiP2 纳米催化材料
5.1.2 CoFe-CNT复合纳米催化材料
5.1.3 NF@Co3O4@FeOOH纳米催化材料
5.2 展望
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3834361
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