基于过渡金属催化剂的制备及电解水性能的研究

发布时间：2021-02-22 08:04

　　进入21世纪后,开发新型能源代替化石燃料变得日益紧迫。氢能以其超高的能量密度,丰富的来源和无污染的特性,成为最有希望替代传统化石燃料的可再生能源。通过高效的电催化剂将水分解产生氢气是未来可行的途径。目前析氢反应（HER）最好的催化剂是铂（Pt）基催化剂,析氧反应（OER）最好的催化剂是钌（Ru）或铱（Ir）基催化剂。这些催化剂由于地壳中稀有的存储量和高昂的价格难以满足市场需求,这也就限制了氢能源的大规模利用。钴基催化剂因其具有可掺杂原子类型多、长期稳定性好、能实现双功能催化以及价格低廉等优点而得到大家的广泛认可。本文提出将Ru和磷（P）掺入到四氧化三钴（Co₃O₄）纳米阵列中进行改性,以达到改善催化剂性能的目的。具体研究内容如下:首先,本文以泡沫镍（NF）为基底,通过水热法及低温退火法合成了电解水所需的四种催化剂:四氧化三钴/泡沫镍（Co₃O₄/NF）、钴钌氧/泡沫镍（CoRuO/NF）、钴磷氧/泡沫镍（CoPO/NF）和钴钌磷氧/泡沫镍（CoRuPO/NF）。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景
    1.2 电解水反应概述
        1.2.1 电解水的基本原理
        1.2.2 催化剂析氢析氧火山关系图
    1.3 评价催化性能的参数
    1.4 析氢析氧催化剂材料
        1.4.1 贵金属基催化剂
        1.4.2 非贵金属基催化剂
    1.5 提高电催化分解水的策略
    1.6 研究意义及内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第二章 实验方法与仪器
    2.1 实验仪器
    2.2 实验所需药品与试剂
        2.2.1 退火装置简介
        2.2.2 电化学工作站简介
    2.3 样品制备方法
        2.3.1 水热合成法
        2.3.2 退火法
    2.4 样品的表征方法
        2.4.1 扫描电子显微镜
        2.4.2 能量色散谱仪
        2.4.3 X射线衍射仪
        2.4.4 透射电子显微镜
        2.4.5 X射线光电子能谱仪
        2.4.6 拉曼光谱仪
    2.5 样品的电化学测试
第三章 CoRuPO/NF的制备及结构表征
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备
    3.3 催化剂的形貌和结构表征
    3.4 本章小结
第四章 CoRuPO/NF的电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 HER电催化性能
    4.3 OER电催化性能
    4.4 全水解电化学性能
    4.5 碱性模拟海水和碱性真实海水中的电化学性能
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Hydrothermal Synthesized Co-Ni3S2 Ultrathin Nanosheets for Efficient and Enhanced Overall Water Splitting[J]. JIAN Juan,YUAN Long,LI He,LIU Huanhuan,ZHANG Xinghui,SUN Xuejiao,YUAN Hongming,FENG Shouhua.  Chemical Research in Chinese Universities. 2019(02)

博士论文
[1]水分解电催化剂的制备及其性能[D]. 张闪.中国科学技术大学 2019

硕士论文
[1]Mo2C/NC纳米复合材料的制备及其电催化析氢性能[D]. 马凡茹.哈尔滨工业大学 2019
[2]高效钴基电催化剂的制备及其催化电解水性能研究[D]. 任志国.华中科技大学 2019
[3]过渡金属化合物析氧电催化剂的制备及其性能研究[D]. 张琼.湖南大学 2018



本文编号：3045694