纳米电催化剂的设计、制备及其性能的研究
发布时间：2023-09-29 03:51
当前,日益增长的能源需求以及不断恶化的环境污染问题是制约社会发展的两大重要难题。化石能源的使用能够缓解目前社会发展对能源需求的燃眉之急,但化石能源的使用同时给我们赖以生存的生态环境带来了严重的影响。为了社会的健康发展,寻找能够替代化石能源的清洁可再生能源已势在必行。氢能源具有高热值、零污染、储存丰富以及可再生等优点,被认为是未来最理想的能源之一。电解水技术是一种将电能直接转换成氢能的方法,兼具高效且无污染等特点,被广泛地用于制氢。同样地,电解水技术可以与其他可再生能源比如太阳能、潮汐能、风能等联合使用,将这些间歇性的能源以氢能的形式储存起来,从而对这些可再生能源进行更合理地调控和使用。然而,电解水严重依赖于电催化剂,铂(Pt)是当前最好的析氢催化剂。但遗憾的是Pt储存量稀少并且分散,导致其价格过高,从而抑制了它的实际应用。因此,寻找价格低廉并具有优异析氢性能的催化剂是目前研究的热点。本论文主要针对开发和研究高效廉价的析氢电催化剂,设计和制备了一些具有优异的析氢复合催化剂,并进行了析氢机理的探讨。论文主要包含四个工作:首先,我们在二硫化钼(MoS2)纳米片上引入金属...
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 电解水
1.3 析氢反应(HER)
1.3.1 HER的基本过程
1.3.2 HER的机理
1.3.3 HER性能评估
1.4 析氧反应(OER)
1.5 氧还原反应(ORR)
1.6 析氢催化剂
1.6.1 纳米工程技术
1.6.2 载体效应
1.6.3 形貌控制
1.6.4 限域作用
1.6.5 插层效应
1.6.6 合金
1.7 本论文的选题背景和研究设想
参考文献
第二章 Rh-MoS2纳米复合析氢电催化剂：具有和铂类似的析氢活性
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 MoS2超薄纳米片的合成
2.2.3 Rh-MoS2复合催化剂的合成
2.2.4 材料表征
2.2.5 电化学性能表征
2.3 结果和讨论
2.3.1 材料的合成与表征
2.3.2 电化学析氢性能表征
2.4 结论
参考文献
第三章 Os/Si纳米复合材料作为优异的析氢电催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 硅纳米线的合成
3.2.3 金属/硅纳米线复合催化剂的合成
3.2.4 材料表征
3.2.5 电化学性能表征
3.2.6 密度泛函理论(DFT)计算
3.3 结果和讨论
3.3.1 材料的合成与表征
3.3.2 电化学析氢性能表征
3.4 结论
参考文献
第四章 碳布负载多功能催化剂磷化钴用于高效的水分解和锌空电池研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 Co(OH)2@CC的合成
4.2.3 CoP@CC的合成
4.2.4 CoP粉末的合成
4.2.5 材料表征
4.2.6 电化学表征
4.3 结果和讨论
4.3.1 材料的合成与表征
4.3.2 电化学析氢性能
4.3.3 电化学析氧性能
4.3.4 电化学全解水性能
4.3.5 锌空电池
4.4 结论
参考文献
第五章 碳纳米片均匀负载CoSe2的设计和制备并用于析氢性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.0 实验试剂
5.2.1 Co/C纳米片的合成
5.2.2 CoSe2/C纳米片的合成
5.2.3 材料表征
5.2.4 电化学性能表征
5.3 结果和讨论
5.3.1 材料的合成与表征
5.3.2 电化学析氢性能表征
5.4 结论
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢
本文编号：3849233
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 电解水
1.3 析氢反应(HER)
1.3.1 HER的基本过程
1.3.2 HER的机理
1.3.3 HER性能评估
1.4 析氧反应(OER)
1.5 氧还原反应(ORR)
1.6 析氢催化剂
1.6.1 纳米工程技术
1.6.2 载体效应
1.6.3 形貌控制
1.6.4 限域作用
1.6.5 插层效应
1.6.6 合金
1.7 本论文的选题背景和研究设想
参考文献
第二章 Rh-MoS2纳米复合析氢电催化剂：具有和铂类似的析氢活性
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 MoS2超薄纳米片的合成
2.2.3 Rh-MoS2复合催化剂的合成
2.2.4 材料表征
2.2.5 电化学性能表征
2.3 结果和讨论
2.3.1 材料的合成与表征
2.3.2 电化学析氢性能表征
2.4 结论
参考文献
第三章 Os/Si纳米复合材料作为优异的析氢电催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 硅纳米线的合成
3.2.3 金属/硅纳米线复合催化剂的合成
3.2.4 材料表征
3.2.5 电化学性能表征
3.2.6 密度泛函理论(DFT)计算
3.3 结果和讨论
3.3.1 材料的合成与表征
3.3.2 电化学析氢性能表征
3.4 结论
参考文献
第四章 碳布负载多功能催化剂磷化钴用于高效的水分解和锌空电池研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 Co(OH)2@CC的合成
4.2.3 CoP@CC的合成
4.2.4 CoP粉末的合成
4.2.5 材料表征
4.2.6 电化学表征
4.3 结果和讨论
4.3.1 材料的合成与表征
4.3.2 电化学析氢性能
4.3.3 电化学析氧性能
4.3.4 电化学全解水性能
4.3.5 锌空电池
4.4 结论
参考文献
第五章 碳纳米片均匀负载CoSe2的设计和制备并用于析氢性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.0 实验试剂
5.2.1 Co/C纳米片的合成
5.2.2 CoSe2/C纳米片的合成
5.2.3 材料表征
5.2.4 电化学性能表征
5.3 结果和讨论
5.3.1 材料的合成与表征
5.3.2 电化学析氢性能表征
5.4 结论
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢
本文编号：3849233
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3849233.html
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