镍铁合金在碱液中催化析氧过程的光谱电化学研究
发布时间：2021-03-19 22:05
镍铁基析氧催化剂具有很高的电催化活性和成本效益,是最有望于应用于从太阳能到氢能的大规模碱液电解水反应的阳极材料之一。近年来国内外对析氧催化剂进行了广泛的研究,以了解其组成、结构与析氧反应（OER）电催化机制之间的关系。铁在Ni-（氧）氢氧化物中的掺杂对提高Ni基催化剂的OER活性至关重要,但在Fe如何影响Ni基催化剂的析氧活性这一关键问题上仍存在巨大分歧。首先采用恒电流法在镍片上电沉积不同组成的镍铁合金,测试其在碱液中对OER的催化活性。在不同比例的Ni SO4和Fe SO4混合电解液中（Fe对Ni摩尔比在0–0.2范围）,均采用5个不同大小的电流密度进行NiFe合金的电沉积,通过控制沉积时间使每次沉积所消耗的电荷量相等。循环伏安法结果表明,随着沉积液中Fe含量的增加,制备的NiFe电极在Na OH电解液中的OER催化活性随之增强。利用薄层UV-vis光谱电化学原位测试了恒电势OER反应过程中的电解液的动态吸收光谱,以及在固定吸收波长下的多步电势阶跃计时吸光度曲线,结果表明在OER过程中电极上有可溶性离子进入电解液中,并且在Fe沉积量较多的电...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属催化剂析氧反应机理图
是在每个电流下也需要设置一个反应时间，得到的是电极表面电势随着时间的变化曲线，瞬间内，电势会发生突变，但随着时间的变化，电极逐渐趋向于稳定。计时电势法也可以用于修饰电极表面。 2.3 实验装置的制作 2.3.1 实验装置简要说明 本实验已提出合理的实验思路，此时需要设计一个实验装置来完成实验，由于我们实验室一直在研究薄层光谱电化学，也已经有了成熟的实验装置图，但要实现该实验的要求，需要重新设计加工，以达到工作电极在薄层中进行反应的目的。实验装置图如下所示：
合肥工业大学学历硕士研究生学位论文16丙酮C3H6O58.08国药上海试剂厂无水乙醇C2H5OH46.07国药上海试剂厂高纯氮气N228.01南京特种气体合肥分公司银丝——国药上海试剂厂金相砂纸——无锡市港下精密砂纸厂镍片——国药上海试剂厂表3.2实验测试所用的仪器Table3.2Aninstrumentusedforanexperimentaltest仪器名称型号制造厂商紫外可见分光光度计UV2550日本岛津公司电化学工作站CHI660B上海辰华仪器设备有限公司电子分析天平TG328A上海精密科学仪器有限公司超声清洗器KQ2200E天津市恒奥科技发展有限公司离心机HC2517安徽中科中佳科技有限公司场发射扫描电子显微镜SU8020德国ZeissMerlinCompactX射线衍射仪X"PertPROMPD荷兰帕纳科X射线光电子能谱仪ESCALAB250Xi美国Thermo3.2.2实验仪器装置图图3.1光谱电化学实验装置示意图Fig.3.1.SchemeofUVvisspectroelectrochemistryapparatus
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid synthesis of highly active Pt/C catalysts with various metal loadings from single batch platinum colloid[J]. Yuxin Li,Xiang Zhu,Yawen Chen,Shiqiao Zhang,Jia Li,Jianguo Liu. Journal of Energy Chemistry. 2020(08)
[2]Powder metallurgy synthesis of porous Ni-Fe alloy for oxygen evolution reaction and overall water splitting[J]. Wenbo Li,Qingfeng Hu,Yunwei Liu,Mengmeng Zhang,Jiajun Wang,Xiaopeng Han,Cheng Zhong,Wenbin Hu,Yida Deng. Journal of Materials Science & Technology. 2020(02)
[3]Influence of process parameters on electrochemical and physical properties of sputtered iron-doped nickel oxide thin films[J]. 黄金昭,徐征,李海玲,亢国虎,王文静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(06)
本文编号：3090304
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属催化剂析氧反应机理图
是在每个电流下也需要设置一个反应时间，得到的是电极表面电势随着时间的变化曲线，瞬间内，电势会发生突变，但随着时间的变化，电极逐渐趋向于稳定。计时电势法也可以用于修饰电极表面。 2.3 实验装置的制作 2.3.1 实验装置简要说明 本实验已提出合理的实验思路，此时需要设计一个实验装置来完成实验，由于我们实验室一直在研究薄层光谱电化学，也已经有了成熟的实验装置图，但要实现该实验的要求，需要重新设计加工，以达到工作电极在薄层中进行反应的目的。实验装置图如下所示：
合肥工业大学学历硕士研究生学位论文16丙酮C3H6O58.08国药上海试剂厂无水乙醇C2H5OH46.07国药上海试剂厂高纯氮气N228.01南京特种气体合肥分公司银丝——国药上海试剂厂金相砂纸——无锡市港下精密砂纸厂镍片——国药上海试剂厂表3.2实验测试所用的仪器Table3.2Aninstrumentusedforanexperimentaltest仪器名称型号制造厂商紫外可见分光光度计UV2550日本岛津公司电化学工作站CHI660B上海辰华仪器设备有限公司电子分析天平TG328A上海精密科学仪器有限公司超声清洗器KQ2200E天津市恒奥科技发展有限公司离心机HC2517安徽中科中佳科技有限公司场发射扫描电子显微镜SU8020德国ZeissMerlinCompactX射线衍射仪X"PertPROMPD荷兰帕纳科X射线光电子能谱仪ESCALAB250Xi美国Thermo3.2.2实验仪器装置图图3.1光谱电化学实验装置示意图Fig.3.1.SchemeofUVvisspectroelectrochemistryapparatus
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid synthesis of highly active Pt/C catalysts with various metal loadings from single batch platinum colloid[J]. Yuxin Li,Xiang Zhu,Yawen Chen,Shiqiao Zhang,Jia Li,Jianguo Liu. Journal of Energy Chemistry. 2020(08)
[2]Powder metallurgy synthesis of porous Ni-Fe alloy for oxygen evolution reaction and overall water splitting[J]. Wenbo Li,Qingfeng Hu,Yunwei Liu,Mengmeng Zhang,Jiajun Wang,Xiaopeng Han,Cheng Zhong,Wenbin Hu,Yida Deng. Journal of Materials Science & Technology. 2020(02)
[3]Influence of process parameters on electrochemical and physical properties of sputtered iron-doped nickel oxide thin films[J]. 黄金昭,徐征,李海玲,亢国虎,王文静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(06)
本文编号：3090304
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