析氢电催化剂的电子结构调控及性能研究

发布时间：2021-05-16 06:17

　　随着现代社会的飞速发展,能源问题和环境问题受到人们的广泛关注。因此,开发新型环保能源具有重大意义。氢气具有高能量密度和零二氧化碳排放等优点,是研究的热点之一。利用可再生能源（如风能、太阳能等）产生的电力进行电解水制氢不但能获得高纯度的氢气,而且制备过程环境友好、可循环再生。但是电解水制氢需要采用电催化剂降低析氢反应的过电位以提高析氢效率。研究表明,铂由于中等强度的Pt-H结合能可以相对容易地吸附/脱附氢,因而表现出良好的析氢性能。研究者通过各种策略（合金化、与非金属杂化、碳包覆结构、引入缺陷位等）调控电催化剂的电子结构,从而改变氢在电催化剂表面的吸附强度,优化析氢反应的电催化活性。本文采用上述涉及的三种策略（合金化、碳包覆结构、引入缺陷位）设计和制备高性能析氢电催化剂。主要研究内容和结论如下:（1）探究合金化方式调控析氢电催化剂的电子结构。本文第二章通过交替微波法和浸渍还原法制备了铂铑合金负载的碳化钨/碳电催化剂（Pt₉Rh-WC/C）,并将其用于电解水制氢。采用X射线衍射仪对Pt₉Rh-WC/C的晶体结构进行分析。研究发现,WC被成功制备,... 

【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电解水制氢概述
        1.2.1 电解水制氢的发展历史
        1.2.2 电解水制氢的基本原理
        1.2.3 析氢电催化剂的评估方法
    1.3 析氢电催化剂的电子结构调控研究
        1.3.1 合金催化剂
        1.3.2 金属化合物催化剂
        1.3.3 碳包覆催化剂
        1.3.4 其他催化剂
    1.4 本文的选题思路与主要研究内容
    1.5 本文的创新点
    参考文献
第二章 高活性Pt_9Rh-WC/C复合材料的制备及电催化析氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料制备
        2.2.2 材料表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 电催化剂的成分与结构
        2.3.2 电催化析氢性能
    2.4 小结
    参考文献
第三章 硫掺杂的蠕虫状铑镍合金的制备及电催化析氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料制备
        3.2.2 材料表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 硫掺杂的蠕虫状铑镍合金的成分与结构
        3.3.2 硫掺杂的蠕虫状铑镍合金的电催化析氢性能
    3.4 小结
    参考文献
第四章 碳包覆WO_x高效析氢电催化剂的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料制备
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 模拟计算参数
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 碳包覆WO_x成分与结构
        4.3.2 碳包覆WO_x的电催化析氢性能
        4.3.3 DFT模拟计算
    4.4 小结
    参考文献
第五章 富氧空位氧化钨电催化剂的制备及析氢性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 材料制备
        5.2.2 材料表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 富氧空位氧化钨的成分与结构
        5.3.2 富氧空位氧化钨的电催化析氢性能
    5.4 小结
    参考文献
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
获奖情况以及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]氢燃料内燃机技术现状与发展展望[J]. 刘福水,郝利君,Heitz Peter Berg.  汽车工程. 2006(07)

硕士论文
[1]钼酸钴基复合电催化剂的制备及其电催化分解水性能研究[D]. 徐艳.江苏大学 2019
[2]多元中空钙钛矿氧化物纳米纤维材料的制备及电催化性能研究[D]. 万萌.浙江理工大学 2019
[3]氰配合物修饰电极的制备及其在电化学中的应用[D]. 杨鸣鹤.东北大学 2017



本文编号：3189145