静电纺丝技术制备钴基复合催化剂及其在电解水中的应用

发布时间：2022-12-25 11:43

　　发展清洁可再生能源储存和转换技术,如燃料电池、金属-空气电池和电解水制氢,是目前替代传统化石燃料的最有前景的方法。这些能源储存及转化过程涉及析氧反应（OER）、氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）。然而,这些电化学反应的动力学速率缓慢且过电位较高,限制了系统整体效率的提高。因此,发展含量丰富的高活性、高稳定性非贵金属催化剂具有十分重要的意义。静电纺丝作为一种物理方法,与传统化学方法相比,具有操作简便、溶剂用量少、适合较大量制备等优点。尤其在制备纳米管、纳米纤维等一维材料方面具有独特的优势。本论文基于静电纺丝技术,制备了一系列钴基复合双功能HER和OER催化剂。所制备催化剂在电解水中表现出了优异的催化活性和稳定性。具体研究内容包括以下两部分:（1）采用静电纺丝技术制备了含有硝酸钴、硝酸镍的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）纳米纤维（Ni-Co-PVP）。通过将Ni-Co-PVP纳米纤维高温氧化的方式,制备了镍钴氧化物纳米纤维（Ni₂CoO_x）。将Ni₂CoO_x纳米纤维水热硫化得到镍钴硫化物多孔纳米纤维复合催... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 综述
    1.1 引言
    1.2 氢氧电极概述
        1.2.1 氢电极
        1.2.2 氧电极
    1.3 电化学催化剂
        1.3.1 贵金属催化剂
        1.3.2 非贵金属催化剂
        1.3.3 多功能复合催化剂
        1.3.4 杂原子掺杂碳材料
        1.3.5 静电纺丝技术在电催化剂中的应用
    1.4 本论文研究内容
第2章 镍钴硫化物多孔纳米纤维的制备及其在电解水反应中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 催化剂制备
        2.2.4 催化剂表征
        2.2.5 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂的表征
        2.3.2 催化剂HER性能测试
        2.3.3 催化剂OER性能测试
        2.3.4 电解水性能测试
    2.4 结论
第3章 磷化钴/核壳型氮掺杂碳纤维复合材料的制备及其在电解水反应中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 催化剂制备
        3.2.4 催化剂表征
        3.2.5 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的表征
        3.3.2 催化剂HER性能测试
        3.3.3 催化剂OER性能测试
        3.3.4 电解水性能测试
    3.4 结论
参考文献
总结与展望
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法制备镍掺杂ZnS纳米棒的显微组织与光催化性能（英文）[J]. 赵文华,魏智强,武晓娟,张旭东,张莉,王璇.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(01)



本文编号：3726551