三维多孔过渡金属基磷/硫纳米电极的制备及其电催化性能研究
发布时间：2021-04-29 00:13
传统化石燃料的消耗以及带来的环境污染问题已经迫使人们寻找清洁、可持续的新能源。氢气作为一种有潜力的绿色能源,与其他能源相比,具有热值高、能量大的特点,是一种能够替代化石燃料的理想能源载体。在所有制氢技术中,电解水是一种重要的制氢方法,然而电解水过程中能耗高、效率低的瓶颈问题亟待解决,通过设计高效的电催化剂来降低阴极析氢反应（HER）或阳极析氧反应（OER）中的高过电位以提高电解水效率是有效的解决途径之一。本论文主要对电解水用非贵金属电极材料的制备及其电催化性能进行了系统研究。主要研究内容如下:（1）采用两步温和的水热反应在泡沫镍（NF）基底上成功生长出三维自支撑三元NiS-Ni9S8-NiSe纳米棒（NR）阵列。在0.5 M H2SO4和1.0 M KOH电解液中,当电流密度达到10 mA cm-2时,NiS-Ni9S8-NiSe-NR阵列阴极所需要的过电位分别为120 mV和112 mV,表现出最优异的电催化活性和耐久性。密度泛函理...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：125 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 氢能的制备
1.3 电解水制氢
1.4 电解水催化剂
1.4.1 析氢催化剂
1.4.2 析氧催化剂
1.4.3 双功能催化剂
1.5 本文的研究内容
第二章 Ni-S-Se纳米棒的制备及电催化析氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品和仪器
2.2.2 实验方法
2.2.3 电极的表征及电化学性能测试
2.3 电极的结构形貌和组成分析
2.4 Ni-S-Se/NF纳米棒在酸性环境中析氢性能分析
2.5 Ni-S-Se/NF纳米棒在碱性环境中析氢性能分析
2.6 DFT计算分析
2.7 本章小结
第三章 双功能Ni-P纳米片的制备及电催化全分解水性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品和仪器
3.2.2 实验方法
3.2.3 电极的表征及电化学性能测试
3.3 电极的结构形貌和组成分析
3.4 电极催化剂在酸性环境中析氢性能分析
3.4.1 NiO/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.4.2 Ni_2P/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.4.3 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片析氢性能分析
3.5 电极催化剂在碱性环境中析氢性能分析
3.5.1 NiO/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.5.2 Ni_2P/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.5.3 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片析氢性能分析
3.6 电极催化剂析氧性能分析
3.6.1 NiO/NF纳米颗粒析氧性能分析
3.6.2 Ni_2P/NF纳米颗粒析氧性能分析
3.6.3 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片析氧性能分析
3.6.4 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片全分解水性能分析
3.7 本章小结
第四章 双功能Cu_2S纳米颗粒的制备及电催化全分解水性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品和仪器
4.2.2 实验方法
4.2.3 电极的表征及电化学性能测试
4.3 电极的结构形貌和组成分析
4.4 Cu_2S/CF纳米颗粒在酸性环境中析氢性能分析
4.4.1 温度对析氢性能的影响
4.4.2 时间对析氢性能的影响
4.4.3 反应物比例对析氢性能的影响
4.5 Cu_2S/CF纳米颗粒在碱性环境中析氢性能分析
4.5.1 温度对析氢性能的影响
4.5.2 时间对析氢性能的影响
4.5.3 反应物比例对析氢性能的影响
4.6 Cu_2S/CF纳米颗粒析氧性能分析
4.6.1 温度对析氧性能的影响
4.6.2 时间对析氧性能的影响
4.6.3 反应物比例对析氧性能的影响
4.6.4 Cu_2S/CF纳米颗粒全分解水性能分析
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3166447
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：125 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 氢能的制备
1.3 电解水制氢
1.4 电解水催化剂
1.4.1 析氢催化剂
1.4.2 析氧催化剂
1.4.3 双功能催化剂
1.5 本文的研究内容
第二章 Ni-S-Se纳米棒的制备及电催化析氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品和仪器
2.2.2 实验方法
2.2.3 电极的表征及电化学性能测试
2.3 电极的结构形貌和组成分析
2.4 Ni-S-Se/NF纳米棒在酸性环境中析氢性能分析
2.5 Ni-S-Se/NF纳米棒在碱性环境中析氢性能分析
2.6 DFT计算分析
2.7 本章小结
第三章 双功能Ni-P纳米片的制备及电催化全分解水性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品和仪器
3.2.2 实验方法
3.2.3 电极的表征及电化学性能测试
3.3 电极的结构形貌和组成分析
3.4 电极催化剂在酸性环境中析氢性能分析
3.4.1 NiO/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.4.2 Ni_2P/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.4.3 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片析氢性能分析
3.5 电极催化剂在碱性环境中析氢性能分析
3.5.1 NiO/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.5.2 Ni_2P/NF纳米颗粒析氢性能分析
3.5.3 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片析氢性能分析
3.6 电极催化剂析氧性能分析
3.6.1 NiO/NF纳米颗粒析氧性能分析
3.6.2 Ni_2P/NF纳米颗粒析氧性能分析
3.6.3 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片析氧性能分析
3.6.4 Ni_5P_4-NiP_2/NF纳米片全分解水性能分析
3.7 本章小结
第四章 双功能Cu_2S纳米颗粒的制备及电催化全分解水性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品和仪器
4.2.2 实验方法
4.2.3 电极的表征及电化学性能测试
4.3 电极的结构形貌和组成分析
4.4 Cu_2S/CF纳米颗粒在酸性环境中析氢性能分析
4.4.1 温度对析氢性能的影响
4.4.2 时间对析氢性能的影响
4.4.3 反应物比例对析氢性能的影响
4.5 Cu_2S/CF纳米颗粒在碱性环境中析氢性能分析
4.5.1 温度对析氢性能的影响
4.5.2 时间对析氢性能的影响
4.5.3 反应物比例对析氢性能的影响
4.6 Cu_2S/CF纳米颗粒析氧性能分析
4.6.1 温度对析氧性能的影响
4.6.2 时间对析氧性能的影响
4.6.3 反应物比例对析氧性能的影响
4.6.4 Cu_2S/CF纳米颗粒全分解水性能分析
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3166447
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