聚离子液体/生物质基碳材料的制备及其电催化性能研究

发布时间：2024-05-22 01:17

　　近年来,能源危机和环境污染等问题变得日益严重,世界各地的科研工作者都在致力于研究和发展可持续的绿色能源系统。目前,氢被认为是绿色友好、来源广的清洁能源,可以通过电催化技术分解水来制备。并且现如今在酸、碱性介质中电解水已经是一种可实现产业化制氢的技术。当前,贵金属是常用的高活性电催化剂,但贵金属具有资源稀缺、价格昂贵且不可再生等缺点,因此,广大科研工作者正在不断探索这些贵金属的替代品,如将一些廉价过渡金属发展成高活性的电催化剂用于析氢反应。基于此,我们提出将生物高分子材料与聚离子液体掺杂,制备成成本低、活性高、稳定性好的碳基电催化析氢反应催化剂,通过优化各种实验条件,得到了可与过渡金属催化性能相媲美的碳基电催化剂。生物质碳材料用于储能、电催化等领域是一种新型的创新型思路,生物质的引入会增大催化剂的比表面积,其内部特殊的孔隙结构更有利于电解质离子的分散和反应过程中电子的转移,因此这种催化剂相比于传统的高性能铂碳(Pt/C)催化剂,更有实用价值。现如今,碳材料都有非常优异的导热性、导电性、比表面积,以及可调的孔结构、良好的机械性和热稳定性等优点。再加上其独特的多孔结构易于负载物质,使碳材料在...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1物理活化法制备碳材料工艺流程图

从而提高其物理化学等性能。活化的方法一般包括物理活化法、化学活化法和物理-化学活化法[85]。1.2.2.2.1物理法活化物理活化法也称气体活化法，它是指采用烟道气、空气、水蒸气等含氧气或者混合气体作为活化剂，在高温作用下，它们会与碳材料内部的碳原子发生反应，以一种扩孔、开孔和....

图1.2化学活化法制备碳材料工艺流程图

图1.2化学活化法制备碳材料工艺流程图Figure1.2Processflowchartofcarbonmaterialspreparedbychemicalactivation3生物质碳材料的应用.1在电化学方面的应用科研工作者常以时蔬作为原料，将....

图1.3离子液体中常见的阴阳离子结构

即也是一种液态。因而离子液体常表现出奇特的化学和物理性质的功能，是一种优良的介质，可作为―软‖功能材料[58-59]。鉴于他们物理性质，以及稳定的空间化学结构，对于离子液体的研究受广大[60-64]。随着对离子液体（RTILs）的探究，及其应用性的持续发展种类也得到了迅速的发展。....

图1.4所提出的多孔C3N4纳米层@N-石墨烯膜的生长机理Figure1.4TheproposedgrowthmechanismofporousC3N4nanolayers@N-graphenefilm

由一些金属和半导体材料制得，现如今随着科研水平的逐步提升，出现了非材料制备的电催化剂。电催化作用涵盖了两个方面的内容——电极反应和催用。因此电催化剂必需同时满足以下这两个条件：（1）能导电，存在可以自递的电子；（2）可以对底物进行有效的活化作用。因此，设计一种电催化剂，的办法就是....

本文编号：3980189