镍基核壳电催化剂的制备及其催化性能研究

发布时间：2021-05-08 20:02

　　随着能源危机和环境污染的日益突出,风能、太阳能、潮汐能、地热能、氢能等各种新型绿色能源越来越受到国内外学者的关注和研究。其中,氢能因其丰富的资源、环保、可再生、高能量密度等特点而备受关注。电催化制氢技术由于其高的转换效率、绿色环保等优点而被广泛应用,其中电解水和电解尿素制氢因其技术成熟度高、操作方便、自动化程度高、环保无污染而备受关注。但是由于电催化制氢过程中涉及复杂的电子转移过程,尤其是阳极的析氧反应（OER）和尿素氧化反应（UOR）,本质上反应迟缓需要比较大的外界能量来驱动反应,而且大多需要昂贵的贵金属基催化剂才能实现促进这一电催化氧化过程。然而,这些贵金属高成本和稀缺储备可能对它们在能源相关领域的广泛应用构成重大的障碍。因此,开发高效、低成本、稳定、环保的电催化剂,以实现优异的OER和UOR性能是一个迫切而又具有挑战性的课题。镍基材料由于成本低廉、储量丰富,并且在碱性条件下表现出良好的OER和UOR活性,因此镍基催化剂在电催化制氢方面极具发展前景。但是,相对于贵金属基催化剂,镍基催化剂的催化活性仍有一定的差距。为了进一步提高催化活性,构建“核-壳”结构,利用核壳之间的协同作用,协... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 电解水
        1.1.1 电解水概述
        1.1.2 析氧反应
        1.1.3 镍基析氧反应电催化剂
    1.2 电解尿素
        1.2.1 电解尿素概述
        1.2.2 镍基尿素氧化电催化剂
    1.3 电催化剂性能调控手段
        1.3.1 缺陷引入
        1.3.2 掺杂
        1.3.3 构建异质结构
    1.4 论文课题的提出和主要研究内容
第二章 Au@NiO核壳纳米粒子的制备及其电催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 样品表征
        2.2.5 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Au@NiO八面体核壳纳米粒子的形貌结构分析
        2.3.2 Au@NiO核壳纳米粒子的UOR性能分析
    2.4 不同形貌Au@NiO核壳纳米粒子的结果讨论
        2.4.1 Au@NiO球状核壳纳米粒子的形貌结构分析
        2.4.2 Au@NiO棒状核壳纳米粒子的形貌结构分析
        2.4.3 Au@NiO立方块核壳纳米粒子的形貌结构分析
        2.4.4 不同形貌Au@NiO核壳纳米粒子的UOR性能分析
    2.5 本章小结
第三章 FeOOH@Ni(OH)_2 核壳纳米片阵列的制备及其电催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 样品表征
        3.2.5 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 FeOOH@Ni(OH)_2 纳米片阵列的表征
        3.3.2 FeOOH@Ni(OH)_2 纳米片的x射线电子能谱分析
        3.3.3 FeOOH@Ni(OH)_2 纳米片的电催化析氧性能分析
        3.3.4 FeOOH@Ni(OH)_2 纳米片的电催化尿素氧化性能分析
        3.3.5 FeOOH@Ni(OH)_2 纳米片的电催化乙醇氧化性能分析
    3.4 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]碱性尿素电解池镍基阳极催化剂研究进展[J]. 闫巍,郜时旺,刘练波,王晓龙,郭东方.  电源技术. 2016(02)



本文编号：3175915