钛基氮/氧化物-铼镍合金复合电极的制备及其催化析氢性能研究
发布时间：2021-02-01 23:11
氢能作为一种资源丰富、清洁无污染的“绿色能源”,在未来的能源结构中占据重要的地位。在众多制氢方法中,电解水制氢由于具备原料丰富、工艺简单、无污染、产氢纯度高等优势,成为未来制氢发展的重要方向。但是电解水过程中存在阴极过电位的问题,导致能耗增加,难以大规模推广使用。为了降低能耗,研究低析氢过电位、高催化活性的阴极材料具有重要的意义。影响析氢性能的主要因素包括几何因素和能量因素。因此,制备高催化活性的析氢材料可以通过两种途径实现:（1）通过使用高比表面积的基体材料、减少沉积颗粒尺寸等手段来增加析氢活性位点,使电解过程中电极表面的真实电流密度降低,达到降低析氢过电位的目的;（2）寻找高催化活性的新型材料,提高电极本身的电催化活性。为此,本论文研究制备具有高比表面积、耐腐蚀性的钛基载体材料,并通过电化学沉积法在其上面负载Re-Ni合金,研究其在1 M KOH溶液中的析氢性能。本论文主要研究工作包括:（1）采用阳极氧化和高温氮化两步法在铌钛合金片上制备了氮化铌钛纳米管阵列（Nb-Ti NNA）,并探究阳极氧化工艺、氮化温度对Nb-Ti NNA电极的形貌及性能影响。TEM以及XPS的分析表明Nb-...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）不同过渡金属碳化物与相应金属的氢原子吸附能差值；（b）火山关系图；（c）（d）各种电催化剂在不同氧原子覆盖率下的氢原子吸附自由能[35]
浙江工业大学硕士学位论文22如图3-1所示：图3-1阳极氧化实验装置示意图Figure3-1.Schematicdiagramofexperimentalset-upforanodicoxidation3.2.2高温氮化法制备Nb-TiNNA将3.2.1制备的Nb-TiONA置于管式电炉中，通入N230min以驱除炉管内空气，再以5℃min-1的升温速率在N2气氛下由室温升至300℃，2℃min-1的升温速率从300℃升至一定温度，随后转换气源为NH3（流速为200mLmin-1），保温2h，再次转换气源为N2，随炉冷却至室温，制得Nb-TiNNA。高温氮化装置示意图如图3.2所示：图3-2高温氮化装置示意图Figure3-2.Schematicdiagramofexperimentalset-upforhighnitridationtemperature在氨气高温氮化过程中，为了研究氮化温度对Nb-TiNNA制备的影响，通过比较在不同温度（600℃、700℃、800℃）下氮化2h的样品的形貌结构来确定最佳氮化温度，以此来获得最佳Nb-TiNNA。
浙江工业大学硕士学位论文22如图3-1所示：图3-1阳极氧化实验装置示意图Figure3-1.Schematicdiagramofexperimentalset-upforanodicoxidation3.2.2高温氮化法制备Nb-TiNNA将3.2.1制备的Nb-TiONA置于管式电炉中，通入N230min以驱除炉管内空气，再以5℃min-1的升温速率在N2气氛下由室温升至300℃，2℃min-1的升温速率从300℃升至一定温度，随后转换气源为NH3（流速为200mLmin-1），保温2h，再次转换气源为N2，随炉冷却至室温，制得Nb-TiNNA。高温氮化装置示意图如图3.2所示：图3-2高温氮化装置示意图Figure3-2.Schematicdiagramofexperimentalset-upforhighnitridationtemperature在氨气高温氮化过程中，为了研究氮化温度对Nb-TiNNA制备的影响，通过比较在不同温度（600℃、700℃、800℃）下氮化2h的样品的形貌结构来确定最佳氮化温度，以此来获得最佳Nb-TiNNA。
本文编号：3013598
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）不同过渡金属碳化物与相应金属的氢原子吸附能差值；（b）火山关系图；（c）（d）各种电催化剂在不同氧原子覆盖率下的氢原子吸附自由能[35]
浙江工业大学硕士学位论文22如图3-1所示：图3-1阳极氧化实验装置示意图Figure3-1.Schematicdiagramofexperimentalset-upforanodicoxidation3.2.2高温氮化法制备Nb-TiNNA将3.2.1制备的Nb-TiONA置于管式电炉中，通入N230min以驱除炉管内空气，再以5℃min-1的升温速率在N2气氛下由室温升至300℃，2℃min-1的升温速率从300℃升至一定温度，随后转换气源为NH3（流速为200mLmin-1），保温2h，再次转换气源为N2，随炉冷却至室温，制得Nb-TiNNA。高温氮化装置示意图如图3.2所示：图3-2高温氮化装置示意图Figure3-2.Schematicdiagramofexperimentalset-upforhighnitridationtemperature在氨气高温氮化过程中，为了研究氮化温度对Nb-TiNNA制备的影响，通过比较在不同温度（600℃、700℃、800℃）下氮化2h的样品的形貌结构来确定最佳氮化温度，以此来获得最佳Nb-TiNNA。
浙江工业大学硕士学位论文22如图3-1所示：图3-1阳极氧化实验装置示意图Figure3-1.Schematicdiagramofexperimentalset-upforanodicoxidation3.2.2高温氮化法制备Nb-TiNNA将3.2.1制备的Nb-TiONA置于管式电炉中，通入N230min以驱除炉管内空气，再以5℃min-1的升温速率在N2气氛下由室温升至300℃，2℃min-1的升温速率从300℃升至一定温度，随后转换气源为NH3（流速为200mLmin-1），保温2h，再次转换气源为N2，随炉冷却至室温，制得Nb-TiNNA。高温氮化装置示意图如图3.2所示：图3-2高温氮化装置示意图Figure3-2.Schematicdiagramofexperimentalset-upforhighnitridationtemperature在氨气高温氮化过程中，为了研究氮化温度对Nb-TiNNA制备的影响，通过比较在不同温度（600℃、700℃、800℃）下氮化2h的样品的形貌结构来确定最佳氮化温度，以此来获得最佳Nb-TiNNA。
本文编号：3013598
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