钴基电催化剂的制备及其析氧性能研究

发布时间：2021-05-19 15:49

　　氢作为一种高密度的能源载体,具有清洁无污染和来源广泛等特点,而光解水和电解水制氢因为可以在不产生其他产物的情况下提供高纯度的H₂和O₂,所以是目前公认的最有前途的制氢技术。相比光解水,电解水制氢具有更高的灵活性和实用性,因而受到了更多的关注。电解水制氢过程包括两个半反应,阴极的析氢反应（HER）和阳极的析氧反应（OER）。其中,OER是一个包括四电子的复杂反应,动力学过程缓慢,是制约电解水产氢的瓶颈。因此,开发廉价且具有优异性能的非贵金属析氧电催化剂是降低电解水能耗的有效途径。所以本论文以开发低成本、高性能的钴基OER电催化剂为目标,通过掺杂、异质结构构筑等方法优化单一组分的本征活性,增加电极材料的活性位点,设计合成了一系列钴基氧化物、磷化物和硫化物的复合材料,并系统地研究了它们的OER性能。具体内容如下:一、利用水热法和后续低温氧化法制备了泡沫镍（NF）负载的Co₃O₄/Fe₂O₃纳米片（Co₃O₄/Fe

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氢能源
    1.3 电解水原理
        1.3.1 析氢反应(HER)
        1.3.2 析氧反应(OER)
    1.4 OER电催化剂概述
        1.4.1 概述
        1.4.2 钴基氧化物
        1.4.3 钴基磷化物/磷酸盐
        1.4.4 钴基硫化物
    1.5 OER电化学性能测试及评估
        1.5.1 循环伏安法(CV)
        1.5.2 线性循环伏安法(LSV)
        1.5.3 电化学阻抗谱(EIS)
        1.5.4 电化学活性表面积(ECSA)
        1.5.5 循环稳定性
    1.6 论文选题意义和研究内容
    参考文献
第2章 Co_3O_4/Fe_2O_3 纳米片的制备及其析氧性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器和试剂
        2.2.2 NF的前处理
        2.2.3 Co_3O_4/Fe_2O_3@NF的合成
        2.2.4 物理表征
        2.2.5 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Co_3O_4/Fe_2O_3@NF的形成过程
        2.3.2 物理表征
        2.3.3 电催化析氧性能
    2.4 结论
    参考文献
第3章 铁掺杂磷酸钴的电催化析氧性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器和试剂
        3.2.2 NF的预处理
        3.2.3 Fe-Co_3(PO_4)_2/NF的制备
        3.2.4 电极材料的形态结构表征
        3.2.5 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌与结构分析
        3.3.2 电催化析氧性能
    3.4 结论
    参考文献
第4章 Co_3(PO_4)_2-Ni_2P-Ni_3S_2@NF的制备及其电催化析氧性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 仪器和试剂
        4.2.2 NF的预处理
        4.2.3 Co_3(PO_4)_2-Ni_2P-Ni_3S_2@NF的制备
        4.2.4 物理表征
        4.2.5 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 物理表征
        4.3.2 电催化析氧性能
    4.4 结论
    参考文献
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]N-doped CoO nanowire arrays as efficient electrocatalysts for oxygen evolution reaction[J]. Kaili Zhang,Xinhui Xia,Shengjue Deng,Dong Xie,Yangfan Lu,Yadong Wang,Jianbo Wu,Xiuli Wang,Jiangping Tu.  Journal of Energy Chemistry. 2019(10)



本文编号：3196031