过渡金属磷化物/碳基复合材料制备及其氢析出性能研究

发布时间：2022-12-10 01:05

　　随着现代工业的逐步发展,能源缺乏和环境污染的问题也越来越严重,迫切需要寻求一些绿色环保的能源。氢能,作为一种可再生清洁能源,被认为有望代替化石燃料。迄今为止,产氢最有效的催化剂是铂及其铂合金。但是,价格昂贵、资源稀缺等因素限制了铂的广泛应用和商业化发展。因此,寻找一种高性能的非贵金属催化剂用于氢析出成为近年来研究的热点。目前,硫化钼、硒化钼等在氢析出的应用已有报道。为了拓展过渡金属磷化物在氢析出中的发展,本文尝试研究过渡金属磷化物/碳基复合材料在氢析出中的应用,主要内容如下:（1）采用水蒸气刻蚀法制备多孔碳纳米管,通过电沉积法将Co-P纳米颗粒电镀到多孔碳纳米管上。SEM、TEM、STEM和XPS测试证明了Co-P纳米颗粒生长在了多孔碳纳米管上,形成一个具有穿插结构的神经元网络。LSV和EIS的测试证实了制备的纳米复合材料有着很好的析氢活性;TOF数值高,单个活性位点较多;稳定性测试表明,在经过1200圈后没有明显的衰减,稳定性较好。（2）以碳纳米管和小分子（三苯基膦、三苯基氧膦、三苯基膦硫、甲基三苯基氯化膦）为原料先按一定比例混合超声,通过电沉积法,合成Co-P-O/碳纳米管复合材料... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 纳米碳材料概述
        1.1.1 碳纳米管简介
        1.1.2 石墨烯简介
    1.2 氢能概述
        1.2.1 氢能简介
        1.2.2 氢能制备方法
    1.3 析氢材料概述
        1.3.1 析氢机理
        1.3.2 影响析氢材料活性的主要因素
    1.4 氢析出催化剂的性能指标
        1.4.1 电极总活性
        1.4.2 塔菲尔斜率
        1.4.3 稳定性
        1.4.4 周转频率
    1.5 论文背景、意义及主要研究内容
        1.5.1 论文背景、意义
        1.5.2 论文主要研究内容
第二章 具有穿插结构的Co-P/多孔碳纳米管神经元网络的电催化析氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验表征仪器
        2.2.3 PCNTs的制备
        2.2.4 玻碳电极的预处理
        2.2.5 NIN-Co-P/PCNTs纳米复合材料的制备
        2.2.6 实验样品的结构表征
        2.2.7 实验样品的电化学性能测试
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 PCNTs的形貌与结构表征
        2.3.2 不同刻蚀时间所得的PCNTs的电化学阻抗测试
        2.3.3 NIN-Co-P/PCNTs纳米复合材料的表征
        2.3.4 NIN-Co-P/PCNTs纳米复合材料的电化学测试
    2.4 本章小结
第三章 小分子调控合成Co-P-O/CNTs复合材料及其电化学析氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 实验表征仪器
        3.2.3 玻碳电极的预处理
        3.2.4 小分子三苯基膦调控合成Co-P-O/CNTs复合材料的制备
        3.2.5 其他小分子调控合成Co-P-O/CNTs复合材料的制备
        3.2.6 实验样品的电化学性能测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 小分子三苯基膦调控合成Co-P-O/CNTs复合材料的形貌表征
        3.3.2 小分子调控合成Co-P-O/CNTs复合材料的XPS测试
        3.3.3 小分子三苯基膦调控合成Co-P-O/CNTs复合材料的电化学测试
        3.3.4 其他小分子调控合成Co-P-O/CNTs复合材料的电化学测试
    3.4 本章小结
第四章 Co-P-O/CNTs复合材料的制备及其在电催化中的应用研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品
        4.2.2 实验表征仪器
        4.2.3 玻碳电极的预处理
        4.2.4 Co-P-O/CNTs复合材料的制备
        4.2.5 实验样品的电化学性能测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 Co-P-O/CNTs复合材料的形貌表征
        4.3.2 Co-P-O/CNTs复合材料的XPS测试
        4.3.3 Co-P-O/CNTs复合材料的电化学测试
    4.4 本章小结
总结及展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理对电沉积Ni-W-P合金催化析氢性能的影响[J]. 张卫国,刘洋,李贺,姚素薇.  催化学报. 2006(11)

博士论文
[1]纳米多级孔镍合金复合电极的制备及电催化析氢性能研究[D]. 杜晶晶.中南大学 2014

硕士论文
[1]镍基Ni-Mo合金电极的制备及其电催化析氢性能研究[D]. 王进.重庆大学 2013
[2]电解水析氢电极的制备工艺及性能研究[D]. 陈良木.湖南大学 2010
[3]电催化材料制备、表征及应用[D]. 梁艳.西南科技大学 2010



本文编号：3715743