镍基超薄二维材料的合成、表征及电催化氧化尿素/甲醇性能的研究

发布时间：2025-04-11 03:36

　　燃料电池的反应动力学较为缓慢,需要加入电催化剂来加速整个反应。电催化剂的选择有很多,镍基二维材料以其含量丰富催化性能良好,可以作为昂贵的铂基催化剂的替代品。但由于镍基二维材料电荷传输和反应动力学仍相对缓慢,甲醇氧化反应（MOR）和尿素氧化反应（UOR）的电催化效率仍然低于预期。因此,如何提高镍基二维材料对甲醇和尿素等燃料的催化氧化成为该领域的重要课题。基于此,本学位论文进行了如下研究与创新:（1）提出了具有丰富氧空位的超薄NiO纳米片作为适用的催化模型,深入了解氧空位在甲醇催化氧化过程中的作用。由于具有超薄的二维（2D）特征和独特的电子结构,具有丰富氧空位的超薄NiO纳米片显示出改善的MOR的电催化活性,催化效果高于具有较少氧空位和块材NiO的样品。这项工作为设计和合成高效的非贵金属MOR催化剂开辟了一条可行的且有前途的途径。（2）微波辅助法合成了具有多孔结构的Ni（OH）₂超薄纳米片,深入了解多孔结构在尿素催化氧化过程中的作用。超薄的二维结构和多孔结构使得催化剂表面上暴露出更多的Ni原子作为活性位点。并且,超薄厚度和多孔结构还确保了快速的界面电荷转移以增加尿素催化...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1制备富含VO/VO较少的超薄NiO纳米片的示意图

青岛科技大学研究生学位论文17图2-1制备富含VO/VO较少的超薄NiO纳米片的示意图。Figure2-1SchematicillustrationforthefabricationofVO-rich/poorultrathinNiOnanosheets.....

图2-2(a)所获得的富含VO的超薄NiO纳米片的XRD图(b)超薄NiO纳米片的TEM图像和相应的HRTEM图像(插图)(c)富含VO，VO较少的超薄NiO纳米片和块状NiO的Ni2p光谱和(d)O1s光谱

材料的合成、表征及其电催化氧化尿素/甲醇性能的研究18图2-2(a)所获得的富含VO的超薄NiO纳米片的XRD图(b)超薄NiO纳米片的TEM图像和相应的HRTEM图像(插图)(c)富含VO，VO较少的超薄NiO纳米片和块状NiO的Ni2p光谱和(d)O1s光谱。Figu....

图2-3VO较少的超薄NiO纳米片的(a)XRD图和(b)TEM图像

图2-3VO较少的超薄NiO纳米片的(a)XRD图和(b)TEM图像。igure2-3(a)XRDpatternand(b)TEMimageofthepreparedVO-poorultrathinNiOnanosheets.图2-4....

图2-4(a)富含VO的超薄NiO纳米片和(b)VO较少的超薄NiO纳米片的N2吸附-解吸等温线

19图2-4(a)富含VO的超薄NiO纳米片和(b)VO较少的超薄NiO纳米片的N2吸附-解吸等温线和相应的BJH孔径分布曲线。Figure2-4N2adsorption-desorptionisothermsandcorrespondingBJH....

本文编号：4039444