聚苯胺热解碳材料/过渡金属化合物的控制合成及其电催化性能研究

发布时间：2021-08-02 20:09

　　电催化反应作为燃料电池、金属空气以及电解水制氢的核心反应,在新能源转换领域被视为最关键的研究课题之一。目前商用的电催化剂主要依赖贵金属及其合金材料,高昂的成本限制了电催化剂的实际应用和发展,因此需要开发高效而经济的非贵金属催化剂。碳材料具有高导电性、空间构型丰富和成本低廉等优点,通过元素掺杂与结构复合可以展示出增强与可调制的电催化特性。本论文以聚苯胺裂解的多孔碳材料为研究对象,系统考察了氮、磷、铁磷化物掺杂以及纳米氧化物复合对材料电催化特性的影响,考察了多孔碳材料对水的多功能电催化性能,包括氧还原、氧析出、氢析出等性能,研究了材料的形貌尺寸、微观结构、表面化学状态和电催化性能之间的关系,并对反应机理进行了探讨,获得了双功能或三功能的电化学催化剂。本文主要成果概括如下:（1）首先通过软模板法溶液聚合了三维网状的聚苯胺,在优化了聚苯胺工艺参数的基础上通过调控温度热解得到氮、磷掺杂的多孔碳。通过调节温度参数,在1000℃条件下裂解得到氮磷掺杂的多孔碳材料兼具氧还原和氧析出催化性能。氧还原起始电位为830 mV,极限电流密度为4.4 mA cm^-2;析氧反应电流密度为10... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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图 1.2 氢能的制备及利用[26]Fig 1.2 Preparation and utilization of hydrogen energy制氢目前也是制氢方向的研究热点[27]，它主要利用太阳光的作用来分解水制氢，其最大优点是能量来源充足，制氢成本个最大的缺点就是制氢效率很低，不适合商业应用。利用微

3图 1.3 电解水装置示意图Fig 1.3 Schematic of water splitting system中，溶液中存在着大量的 OH-，因此，在阳极表面大

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3318196