多功能催化剂结构设计、合成及应用

发布时间：2022-02-24 05:20

　　新能源材料与器件因其在清洁能源方面具有巨大的潜在应用前景已成为当前材料研究领域最为活跃的对象,包括超级电容器、太阳能电池、电催化水分解等多种领域。在太阳能电池的大家族中,二氧化钛纳米晶染料敏化太阳能电池（TiO₂-dye-sensitized solar cells,DSSCs）由于它的光电转换效率高、使用的材料价格低廉、组装步骤简单等有利条件,是当今非常有应用前景的新能源器件之一。DSSC的对电极是让其发挥优异的光电转化性能的关键,其中,普遍认为贵金属Pt作为对电极的理想材料有着优异的性能。然而贵金属的特性是稀有且昂贵,并不适宜大量用于生产,这将严重阻碍对电极以至于DSSC的发展,因此,努力开发能够替代贵金属Pt的材料显得尤为必要;超级电容器因其既拥有与传统电容器一样较高的放电功率,又拥有与电池一样较大的储存电荷能力而获得了研究人员更多的关注。通常,超级电容器按照储能方式可划分成电双层电容器（EDLC,靠电极-电解液界面形成电双层）和赝电容器（靠快速可逆的化学吸-脱附或氧化-还原反应产生赝电容）两类。但无论是哪种类型的超级电容器,它的工作电极都表现出对于整个器件... 

【文章来源】：安徽大学安徽省211工程院校

【文章页数】：76 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 染料敏化太阳能电池的研究进展、结构及工作原理
    1.3 超级电容器的研究进展、结构及工作原理
    1.4 电催化析氢反应的研究进展、结构及工作原理
    1.5 以上各个领域的电极材料简介
    1.6 本论文的研究意义及内容
第二章 高效氮掺杂核壳碳球作为染料敏化太阳能电池的对电极
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 核壳碳球(CCS)的制备
        2.2.3 氮掺杂核壳碳球(N-CCS)的制备
        2.2.4 对电极的制备及电池组装
    2.3 材料的测试和表征
    2.4 结果和讨论
        2.4.1 结构和形貌分析
        2.4.2 电化学性能测试
        2.4.3 光伏性能测试
    2.5 本章小结
第三章 双功能催化剂作为对电极在DSSC中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 氧化石墨烯的制备
        3.2.3 Fe_3O_4 纳米粒子的制备
        3.2.4 Fe_3O_4@N-rGO纳米复合材料的制备
        3.2.5 Fe_3O_4@N-rGO作为对电极的制备及其电池组装
    3.3 材料的测试和表征
    3.4 结果和讨论
        3.4.1 结构和形貌分析
        3.4.2 电化学性能测试
    3.5 本章小结
第四章 多功能空心夹层结构材料在能量存储和转换中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 SiO_2/N碳球的合成
        4.2.3 NHC/Ni_3S_2 复合材料的合成
        4.2.4 合成NHC/Ni_3S_2/RGO复合物
        4.2.5 对电极的制备及电池组装
        4.2.6 制备超级电容器的工作电极
        4.2.7 制备析氢反应的工作电极
    4.3 材料的测试和表征
    4.4 结果和讨论
        4.4.1 结构和形貌分析
        4.4.2 晶体结构与组成
        4.4.3 比表面积测试
        4.4.4 纳米复合材料作为对电极在染料敏化太阳能电池的应用
        4.4.5 纳米复合材料用于工作电极在超级电容器上的应用(法拉第赝电容)
        4.4.6 纳米复合材料作为电催化酸性析氢反应的工作电极的电化学性能
    4.5 本章小结
结论
参考文献
硕士期间公开发表的论文
致谢



本文编号：3642061