层状复合金属氧化物纳米纤维电解产氢性能研究
本文选题:静电纺丝 切入点:复合氧化物 出处:《长春工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:论文首先主要比较了通过温和的静电纺丝技术及简单的煅烧处理方法成功制备的高效的析氢催化剂材料锰钴复合氧化物纳米纤维修饰的FTO电极(MCNFs/FTO)及煅烧后的裸FTO电极,煅烧后的PVA/FTO,锰氧化物纳米纤维修饰的FTO电极(MNFs/FTO)和钴氧化物纳米纤维修饰的FTO电极(CNFs/FTO)的电催化性能。结果显示,MCNFs在酸性环境中活性最高,析氢性能最佳。此外,MCNFs在酸性环境中有最小的析氢塔菲尔斜率,达89 mV/decade。MCNFs杂交体的电化学阻抗证明在MnCo2O4/电解液界面有高效电子转移及优良的析氢反应动力学。这些结果说明复合氧化物MCNFs催化剂析氢性能优越,两金属复合出现了积极地正协同作用。其次进一步调查了这种两金属复合的复合金属氧化物材料是否普遍具有良好的电化学析氢性能。因而用温和的静电纺丝技术及简单的煅烧处理方法成功制备了多种高效的复合金属氧化物析氢催化剂材料。研究比较这些催化剂的电化学析氢性能发现,复合金属氧化物析氢催化剂材料修饰的FTO电极在酸性环境中普遍具有良好的析氢性能。此外,复合金属氧化物析氢催化剂材料在酸性环境中最小的析氢塔菲尔斜率达76 mV/decade,超越了市面上很多具有代表性的析氢催化剂性能。电化学阻抗表征同时证明在复合金属氧化物析氢催化剂材料/电解液界面有高效电子转移及优良的析氢反应动力学。这些结果说明复合氧化物催化剂析氢性能普遍优越,是电催化析氢潜在的有希望的催化剂替代品。
[Abstract]:Firstly, the FTO electrode modified by manganese cobalt composite oxide nanofiber modified by mild electrospinning and simple calcination method was compared with the calcined bare FTO electrode. The electrocatalytic properties of calcined PVA / FTO, manganese oxide nanofiber modified FTO electrode and cobalt oxide nanofiber modified FTO electrode CNFs / FTO were found to be the highest in acidic environment. In addition, MCNFs have the smallest hydrogen evolution Tafel slope in acidic environment. The electrochemical impedance of 89 mV/decade.MCNFs hybrid showed that there was high efficiency electron transfer and excellent kinetics of hydrogen evolution reaction at the interface of MnCo2O4/ electrolyte. These results showed that the composite oxide MCNFs catalyst had superior hydrogen evolution performance. The positive positive synergistic effect of the two metal composite was found. Secondly, the good electrochemical hydrogen evolution property of the composite metal oxide material was further investigated. Therefore, the mild electrostatic spinning technique was used. A variety of high efficient composite metal oxide catalysts for hydrogen evolution have been successfully prepared by means of calcination and simple calcination. The electrochemical hydrogen evolution properties of these catalysts have been studied and compared. The FTO electrode modified by composite metal oxide hydrogen evolution catalyst material generally has good hydrogen evolution performance in acidic environment. Composite metal oxide hydrogen evolution catalyst materials have the smallest hydrogen evolution Tafer slope of 76 MV / decade. which is superior to many typical hydrogen evolution catalysts in the market. Electrochemical impedance characterization also proves that in the composite gold. High efficiency electron transfer and excellent kinetics of hydrogen evolution reaction are found at the interface of oxide hydrogen evolution catalyst material / electrolyte. These results show that the composite oxide catalyst has generally superior hydrogen evolution performance. It is a promising alternative to electrocatalytic hydrogen evolution.
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36;TQ116.2
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,本文编号:1603837
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