电沉积法制备镍磷化物多孔电极及其析氢性能研究

发布时间：2021-03-19 16:17

　　随着化石能源的日渐枯竭和环境问题的日益严峻以及可持续发展理念的提出,开发清洁可再生的新能源势在必行。电解水制氢技术可实现电能和氢能的转换,清洁无污染,被认为是一种极具发展潜力和价值的技术。提高电解水制氢的转化率,催化剂的选择是关键。目前,铂族贵金属被认为是析氢催化领域最好的催化材料,但是价格昂贵、资源稀少限制了其大规模的应用。因此,开发高效、低成本的析氢催化剂至关重要。本论文通过电沉积法制备了Ni-P/NF、Ni-P-CAPT/NF和Ni-P-Mo/NF镍磷系催化析氢电极,并采用SEM、EDX和XRD等方法对电极结构进行了表征,研究了电极析氢性能,探讨了析氢机制,主要研究结果如下:1.Ni-P/NF多孔电极:研究了CV循环次数、最高沉积电位以及镍磷反应物比例对Ni-P/NF催化电极析氢活性的影响,获得了Ni-P/NF电极制备的最优的沉积条件:CV循环次数为80次、最高沉积电位为1.0¹.2V、Ni/P=1/4。Ni-P/NF电极在泡沫镍基础上析氢性能有了明显的提升,在电流密度为-10mA/cm²时,碱性和酸性过电位分别为103mV和124mV... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

GH火山曲线图[18]

电沉积镍磷化物多孔电极及其结构与析氢性能研究4制备析氢催化剂的元素如图1.2所示。到目前为止，图中几乎所有的元素都合成了有效的HER电极催化剂。图1.2电解水制氢催化剂常用到的元素Fig.1.2Commonelementsofcatalystforhydrogenproductionfromelectrolyticwater但是实际生产过程中，析氢催化剂要想大规模地投入到工业应用，不仅需要考虑高效稳定的析氢性能，还必须得考虑潜在的成本。Pt族贵金属是目前析氢催化领域公认的最好的催化材料，但是其地壳含量少价格昂贵严重地限制了其大规模地投入实际生产应用。因此，在制备析氢催化材料时也需注意该材料地壳中的含量，图1.3显示Pt和常见的过渡金属在地壳含量（重量百分比），不难发现，过渡金属在含量上比Pt贵金属有明显的优势。图1.3电解水制氢催化剂所用到的金属元素在地壳中的藏量[19]Fig.1.3Theamountofmetalelementsintheearth"scrustusedinthecatalystofhydrogenproductionbyelectrolyzingwater随着电化学的高速发展，电解水析氢阴极（HER）催化剂研究取得了很大的进步，无论是改善电极结构增大比表面积以减少贵金属用量的催化电极，还是通过过渡金属元

电沉积镍磷化物多孔电极及其结构与析氢性能研究4制备析氢催化剂的元素如图1.2所示。到目前为止，图中几乎所有的元素都合成了有效的HER电极催化剂。图1.2电解水制氢催化剂常用到的元素Fig.1.2Commonelementsofcatalystforhydrogenproductionfromelectrolyticwater但是实际生产过程中，析氢催化剂要想大规模地投入到工业应用，不仅需要考虑高效稳定的析氢性能，还必须得考虑潜在的成本。Pt族贵金属是目前析氢催化领域公认的最好的催化材料，但是其地壳含量少价格昂贵严重地限制了其大规模地投入实际生产应用。因此，在制备析氢催化材料时也需注意该材料地壳中的含量，图1.3显示Pt和常见的过渡金属在地壳含量（重量百分比），不难发现，过渡金属在含量上比Pt贵金属有明显的优势。图1.3电解水制氢催化剂所用到的金属元素在地壳中的藏量[19]Fig.1.3Theamountofmetalelementsintheearth"scrustusedinthecatalystofhydrogenproductionbyelectrolyzingwater随着电化学的高速发展，电解水析氢阴极（HER）催化剂研究取得了很大的进步，无论是改善电极结构增大比表面积以减少贵金属用量的催化电极，还是通过过渡金属元


本文编号：3089854