周期性电极设计及其在析出气体反应中的应用

发布时间：2020-12-13 14:24

　　现在化石燃料的消耗越来越严重,能源问题是全球主要迫切要解决的问题,而氢能是一种可替代的清洁能源,被大家持续关注着。那么如何高效制备氢能成为了大家关注的热点。电解水作为制备氢能的主要来源途径,也是最成熟的一种方法,国内外的研究工作者也在本研究工作中有了很大的进展与发现。有气体参与的电催化反应是电荷驱动的气体分子为产物或者原料的催化反应。其中气体作为生成物的电催化反应被称为析出气体反应,同样的气体作为反应物参与反应的电催化反应为气体吸收反应。现在我们急需解决的问题是如何提高这些电催化反应的反应效率,人们都寻找一种新型的催化剂材料来提高反应效率,本论文基于电解水制备氢气,研究了在原有的材料基础上,改变催化材料的表界面结构,开发了表面周期性设计的催化材料以及其在析出气体反应中的应用。具体的工作和研究成果如下:第一,受防冻装置的原理激发,水滴的融合释放的表面能会克服水滴的重力和水滴与材料表面的粘附力而发生自跳跃,那么本论文研究了气泡的融合所释放的表面能克服粘附力而实现气泡的快速析出。并进一步进行了电极浸润性的测试研究,包括粘附力与接触角的测试。第二,基于毛细微模型法制备出周期性的二硫化钼催化材料... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

通过可再生能源来实现可持续发展的产氢方法[Itl

１．２．?２提高析氢反应催化性能的方法??对于提高催化效率的方式，一个重要的方向就是构筑新型的催化材料，对于析氢??反应，能够构筑催化剂的元素根据物理和化学的性质分为三类，如示意

?有着更大比表面积和有较高的表面活性位点，因此拥有较高性能的途径就是合成纳米??结构的材料。如示意图１－３所示，Ｘｉｅ等人通过水浴合成法合成了拥有较多缺陷的ＭｏＳ２??纳米片催化剂，就是通过引入缺陷作为在纳米片额外的活性位点，这样的催化剂的性??能要远远高于无缺陷的催化剂［３火??Ｄｃｌｅｃｔ－ｆｎｓｅ?？＊ｕｃｔａ？ｓ?Ｄｅｌｅ＊Ｈｒｋｉ？?ｓｉｎｉｃｔｕｒｅ??？?？??Ｏｒｋｍｅｄ?；：?？?Ｓａｔｔｍａ?ｆｒｏｗＵｉ??參Ｕ??Ｐｒｉｍ＊ｒ＞＿?ｎａｎｏｃｒｙ协肋《？??图１－３无缺陷与引入较多缺陷的Ｍ〇Ｓ２纳米片结构模型［３２］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?ｄｅｆｅｃｔ－ｆｒｅｅ?ａｎｄ?ｄｅｆｅｃｔ－ｒｉｃｈ?ＭｏＳ２?ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ１３２１??如示意图１－４所示，另一种是“电子传导工程”，主要是掺杂合适的杂原子在??ＭｏＳ２的晶格中，在Ｍ０Ｓ２中加入导电材料，如碳纳米管与石墨烯。２０１１年，Ｄａｉ等人??第一次用水浴合成方法在石墨烯上合成了?Ｍ〇Ｓ２纳米片，此催化剂在反应中展示出了??超高的催化性能和耐久性，这是因为石墨烯提供了电子传输通道［３３］。??Ａ?‘?■■遞??．＇Ｕ?－??ＧＯ?＋?（ＮＨ＾ｈＭｏＳ＾?４；．！?ＷｏＳ２／ＲＧＯ??图１－４水浴合成ＭｏＳ２和石墨烯纳米复合材料??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ａ?ＭｏＳ２－ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［３３］??析氢反应中发现超高性能的新型催化材料是一个重要因素


本文编号：2914684