钴（镍）基多级结构化合物的界面调控及电催化水解性能研究

发布时间：2021-03-10 12:19

　　电催化分解水是一种有前景的制备绿色、可持续、高能量密度的氢能源的方法。发展高活性和优异稳定性的廉价催化剂有利于加速析氢和析氧反应以减少不可持续化石燃料消耗及环境污染。已报道实验与理论研究证明过渡金属钴、镍基材料是较有前景替代贵金属的候选者。本论文基于过渡金属钴、镍基材料,利用高温热解、气-固、室温反应与电沉积方法设计并合成了几种高性能的电解水催化剂。这些催化剂分别在析氢、析氧或双功能反应中展现了优异的电催化性能。主要研究的内容如下:（1）一步退火钴铁普鲁士蓝和石墨烯复合前驱体制备了多孔碳包覆钴铁纳米粒子与石墨烯复合物。这种复合物实现了良好的电催化析氧活性与稳定性。在10mA cm^-2下,最优CoFe@NC（14）rGO的析氧过电势为278 mV并具有良好的稳定性。进一步研究指出碳包覆钴铁纳米粒子与石墨烯形成的紧密复合的三维结构有利于电子传输和氧气释放,增加了其电催化活性和稳定性。（2）水热和气固两步反应制备了泡沫镍支撑非晶态的磷酸镍钼纳米阵列。对于析氢反应,原位电化学自调节的NiMoPO_x实现了增强的催化活性,其在10 mA cm^-... 

【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各种镍、钴基氧化物氢氧化物析氢和析氧催化剂Figure1-6avarietyofnickelcobaltoxide/hydroxidescatalystsforHERandOER.

第 1 章 绪论如图 1-6 所示，已报道工作[13-24]指出镍、钴基氧、氢氧化物纳米阵列及复性体系中展现了优异的 HER、OER、或全解水性能。我们总结这些工作，这些镍(钴)基氧、氢氧化物通过与高导电纳米金属、碳载体复合并减少粒径的方法增加催化活性。导电性是制约金属氧化物直接作为电极材料素。金属氧化、氢氧化物(MO(OH))具有较低的生成焓和较高的热稳定性，其寸易通过化学反应调控。此外，这些产物亦可作为前驱物被进一步处理硫化物(MSx)、磷化物(MPx)、氮化物(MNx)或非化学计量比的非晶化合物.2 镍、钴基磷/硫化物

黑龙江大学硕士学位论文低于氧化物，其材料表面一般原位的转化为纳米级薄层镍、钴基氧化氢氧化为实际的催化物质维持催化活性和稳定性。这种原位转变得到的新的核壳方法可避免直接利用金属氧化、氢氧化物主题低导电性的劣势，亦可能暴的金属本征活性位点，是设计与合成 OER 催化材料的新思路。.3 镍、钴基合金


本文编号：3074649