Synthesis of Ultra-small Feco Alloys Supported by Nitrogen-D

发布时间：2021-02-07 10:40

　　氢是一种环保的、可再生的化石燃料替代品。寻找高效、廉价的析氢反应（HER）催化剂,实现水裂解制氢的可持续发展具有重要意义。特别是采用一种低成本、高效的电催化剂代替铂基催化剂,引起了人们越来越多的兴趣。地球上丰富的过渡金属,如铁、钴和镍,已经被验证适用于酸性电解质。然而,传统方法很难合成出理想的纳米合金催化剂。此外,它们在实际应用中的困难主要是在酸中固有的腐蚀性而导致的低效率和不稳定性,因而需要后续在合金表面镀碳。本文提出构建以氮掺杂碳纳米结构为载体,负载超小型铁钴合金的方法。氮掺杂碳纳米结构比如氮掺杂碳纳米管（NCNTs）或者氮掺杂碳纳米球（NCNS）。首先用一种简单、低成本的方法合成了可伸缩聚吡咯（PPy）纳米结构,包括纳米管和纳米球。合成聚吡咯（PPy）纳米结构作为铁钴合金的基体,这种独特的前驱体结构有益于析氢反应。此外,对铁钴纳米合金催化剂在酸性电解质中的活性进行了研究,发现氮掺杂碳纳米管负载的铁钴合金比氮掺杂碳纳米球负载的铁钴合金具有更好的活性。该研究为高效合成催化剂提供了一种新的途径。 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
Abstract
摘要
Table of Major Chemical Symbols
1.Introduction
    1.1 Historical background
    1.2 Theory of water electrolysis
    1.3 Methods of hydrogen production through water electrolysis
        1.3.1.Alkaline electrolysis
        1.3.2.Proton exchange membrane water electrolysis
        1.3.3.Steam electrolysis
        1.3.4.Hydrogen as a byproduct from chlor-alkali production
    1.4.Electrode development for water electrolysis
    1.5.Hydrogen production from RES
        1.5.1.PV-electrolysis
        1.5.2. Geothermal energy-electrolysis
        1.5.3. Photoelectrolysis
    1.6.Hydrogen evolution reaction
2 Synthesis Of Ultra-Small Feco Alloys Supported By Nitrogen-Doped Carbon Hybrids
    2.1 Synthesis of PPy nanotubes and PPy nanospheres
    2.2 Synthesis of FeCo@NCNTs
        2.2.1 Adsorption of Fe3+and Co3+
    2.3 Characterization
    2.4 Electrochemical measurements
3 Microstructure characterization and electrocatalytic performance test results
    3.1 Characterization Results
    3.2 Electrochemical measurement results
4 Discussion
    4.1 Origin of the good catalytic activity of FeCo@CNTs
5 Conclusions
REFERENCES
CONFLICT OF INTEREST
ACKNOWLEDGEMENTS



本文编号：3022103