基于过渡金属纳米结构电催化剂的嫁接改性及电化学分解水性能的研究

发布时间：2021-04-24 18:13

　　现今,解决能源危机与环境污染的问题,是人类能否实现持续繁荣的关键策略。因此,积极的探索替代性能源便显得尤为迫切。其中氢能由于高的能量密度,以及在使用过程中不会产生有毒物种和温室气体,成为了人们对新能源追求的热点。通过电催化分解水直接将水分子转换为氢能源的方法,具有高效、快速的特点成为了目前众多氢能源制备方法中最具有潜力的方法之一。然而,电催化水分解的整体效率被析氧反应（OER）过程中高势垒的四电子反应所限制,因此,通过构建不同的催化剂体系,使得电化学过程中析氧反应的性能得到提升,是目前水分解制氢领域的重点研究方向之一。本文通过活性材料与不同良性基底嫁接改性的方式,成功的将不同纳米结构的廉价金属电催化剂直接集成在不同的比表面积大的、强度高的、导电性良好的泡沫镍铁和碳基纳米纤维基底上。活性材料与基底间的协同,提供了较低的界面电阻,使得电极系统的电导率得到大幅度提升,从而使得良好的OER性能以及稳定性得以实现。本论文的研究内容如下:一、源于Ni-Fe泡沫合金直接无缝生长的Ni0.86Fe2.14O4纳米六方块状电催化剂,用于水分解析氧反应。在180℃和pH=4的条件下,我们通过简单的一步水热... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电化学分解水的基本原理
        1.2.1 析氢反应（HER）基本原理
        1.2.2 析氧反应（OER）基本原理
    1.3 电极材料的性能提升
        1.3.1 催化剂材料的微纳米结构设计
        1.3.2 杂原子化学掺杂
        1.3.3 催化剂材料的嫁接改性
    1.4 活性材料及催化系统的性能参数
        1.4.1 催化剂材料的催化活性
        1.4.2 催化剂材料的电化学比表面积
        1.4.3 催化剂材料的电化学阻抗谱
        1.4.4 催化剂材料的塔菲尔斜率
        1.4.5 催化剂材料的法拉第效率
        1.4.6 催化剂材料的电化学稳定性
    1.5 本论文选题目的及主要内容
    参考文献
0.86Fe_2.14O₄纳米六方块状电催化剂用于水分解析氧反应">第二章 源于Ni-Fe泡沫合金直接无缝生长的Ni_0.86Fe_2.14O₄纳米六方块状电催化剂用于水分解析氧反应
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 催化剂材料结构表征
        2.2.3 催化剂材料电催化性能测试
        2.2.4 实验步骤
    2.3 结果与讨论
0.86Fe_2.14O₄/NF的表征">        2.3.1 Ni_0.86Fe_2.14O₄/NF的表征
0.86Fe_2.14O₄/NFF的电化学性能测试">        2.3.2 Ni_0.86Fe_2.14O₄/NFF的电化学性能测试
0.86Fe_2.14O₄/NFF稳定性测试后的表征">        2.3.3 Ni_0.86Fe_2.14O₄/NFF稳定性测试后的表征
    2.4 小结
    参考文献
2P-Co₂N核壳结构纳米纤维电催化剂用于水分解析氧反应">第三章 基于静电纺的DNA分子自组装Co₂P-Co₂N核壳结构纳米纤维电催化剂用于水分解析氧反应
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 催化剂材料结构表征
        3.2.3 催化剂材料电化学性能测试
        3.2.4 实验步骤
    3.3 结果和讨论
2P-DNA（C）@CNF的表征">        3.3.1 Co₂P-DNA（C）@CNF的表征
2P-DNA（C）@CNF的电化学性能测试">        3.3.2 Co₂P-DNA（C）@CNF的电化学性能测试
    3.4 小结
    参考文献
第四章 结论与展望
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]Heterostructured Electrocatalysts for Hydrogen Evolution Reaction Under Alkaline Conditions[J]. Jumeng Wei,Min Zhou,Anchun Long,Yanming Xue,Hanbin Liao,Chao Wei,Zhichuan J.Xu.  Nano-Micro Letters. 2018(04)



本文编号：3157829