钌基纳米颗粒的合成与其电解水研究
发布时间：2021-07-15 21:03
能源枯竭引发了寻找替代能源的热潮,氢气作为一种清洁能源引起了人们的广泛关注,尤其关注于电解水制取氢气,因此开发高效、稳定、廉价的电解水析氢（HER）的催化剂就成为研究热点。铂（Pt）族金属因其优异催化析氢活性一直备受关注,作为Pt族元素中最便宜的元素,钌和钌基材料因其丰富的氧化还原化学性质和多种价态呈现出多样化的优异电化学性质而受到越来越多的关注。众所周知,氧化钌（Ru02）是一种商业上常用的析氧反应催化剂,且用作析氧反应催化剂性能的参比。除此之外,硫化钌（RuS2）是公认的加氢脱硫活化性能最好的催化剂。RuS2是一种典型的过渡金属二硫化物伴随着窄带隙（1.85 eV）,有前人的工作计算出RuS2中（111）晶面的氢吸附自由能（△GH*）的理论计算值约为-0.09 eV,这与Pt的性能相似,且HER与加氢脱硫反应机制类似,使RuS2成为HER催化剂的理想候选材料。但是RuS2在HER中应用研究报道很少,在新型清洁能源短缺的今天,对于硫化钌这样应用广泛,析氢催化活性强的材料的探究就颇有必要。本文旨在通过水热法/溶剂热法以碳纸为导电基底,合成生长钌基纳米颗粒,通过调控其晶体形态的变化,研究...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?ＨＫＫ催化剂中常用的元素??
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００Ｅ＋０３???????Ｓ?ｌｒＳｚ／?＼?〇ｓＳ２??Ｉ?，〇〇Ｅ＋〇２．．＿???Ｉ?／?Ａ??ａ?１．００Ｅ＋０１???１?／？?ＰｄＳ?——邮?Ａ?Ｗｏ８＾???督?／?？Ｃｒ２Ｓ３?＼??￡?／Ｎｉ??ｇ?１，００Ｅ＾００－＾／?Ａ＞ｓ???—??巴?＾ＭｎＳ??ＣＪ＞??１．００Ｅ－０１?ｔ??１——ｌ???３０?４０?５０?６０?７０?８０??Ｍ－Ｓ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｂｏｎｄ?（ｋＣａｌ／ｍｏｌ）??图１．４?ＨＩ）Ｓ活性与Ｍ－Ｓ结合强度火山图??１．５钌基硫化物的制备方法??基于前Ｉ＆丨介绍的ＲｕＳ２的优异的耐腐性、稳定性和优异的催化活性，我们对钌基??硫化物的制备方法进行了?１些调研，对其常见的制备方法总结如卜??１．５．１超声化学法??超声化学法ｋ要足指利用超声波加速化学反应，提高化学产率的－种新兴的化学??合成方法７３，声化学反ｊ、ｖ：并＋足指声波与反成物分了？的内：接相互作用，因为在液休屮??常用的卢波波长？般都远远人ｊ？分ｒ？尺度。声化学反应的反丨、ｖ：机制是液体中空泡的形??成、震荡、生长、收缩、敁后崩溃，机器引发的物理、化学变化。超声化学法有①加??速化学反丨、Ｖ：，提岛反〗、Ｖ：产率；②降低反＾条件；③缩短反丨、Ｖ：诱导ｌｌ、ｊ间；④进行有些传??统方法难以进行的反丨、Ｖ：等等这些优点而备受关注。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶非贵金属催化剂的研究进展及展望（英文）[J]. 徐文策,王红霞. 催化学报. 2017(06)
[2]核壳结构纳米复合材料的研究进展[J]. 唐丽梅,黄云镜,宋浩,杨冲,白爱玲,李青松. 材料导报. 2016(S1)
本文编号：3286462
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?ＨＫＫ催化剂中常用的元素??
ｓｔａＭｌｎｅ?Ｐｄ＊?Ｐｉ?Ａ?＾?Ｓｉｎｇｌｅ?ｃｒｙｓｔａｌ??ｐｕｒｅ?ｍｅｔａｌｓ?（？）?Ｒｆ＊?Ｐｄｖ?Ｐｄ＇?ｉｉｘ?ｌ＾ｄ＊?Ｒｕ?［ｐｕｒｅ?ｍｅｉａｌｓ?（Ｏ）??Ｑ?－４．?＼?么?ｒ?．?ｓ??气?＼?／?Ｚ?＼?＼?Ａｇ＾??Ｉ－５．?Ｖ?ｗ?￥、、Ｖ??３?－ｅ－?＼?、、Ａ??７?＾．Ｎｂ?Ｍｏ?＼??Ｚ?７＾?、?４?－?８．??－０．８?－０．６?－０．４?－０．２?０．０?０．２?０．４?０．６?０．８??ＡＧ＾／ｅＶ??图１．３?ＨＥＲ交换电流密度与根据ｌ）ＦＴ计算出的理论Ａ?ＧＨ＊之间的火山关系图??１．４．４钌基纳米材料??作为Ｐｔ族元素中最便ｆｌ：的元素，Ｒｕ和Ｒｕ基化合物由于其多价态和丰富的氧化??还原化学性呈现出多样化的优异电化学性质而受到更多的关注。众所周知，１＾０２是??－－种广泛应用十各种电化学屮的催化剂，ＮＩ吋也是商业上常用的析氧反应催化剂，用??作对比ＯＥＲ催化剂性能的参照基准物之－。最近，Ｍｕ等人６７报道了?Ｎ和Ｐ双掺杂??的碳包覆ＲｕＰ２，在所有ｐＨ值下均表现出优异的电化学稳定性和类似Ｐｔ的催化活性。??Ｒｕ的硫化物ＲｕＳ；；则是超级电界器中常用的一种赝电容材料，如图１．４所示是加氢脱??硫（ｈｙｄｒｏｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，ＨＤＳ）活性上ｊＭ－Ｓ结合强度火山图ｈＸ，司以看到ＲｕＳ？处Ｊ－??火山的最顶端，总味着其在加氢脱硫方而表现非常优异。同时，已有的许多研宄表明，??ＨＤＳ的良好催化剂也是？种优越的ＨＥＲ电催化剂，这是由于ＨＤＳ与ＨＥＲ?Ｋ有相似??的反应机理，即依靠催化剂可逆结合Ｈ２，?ＨＤＳ过程中Ｈ２离解生成Ｈ２Ｓ，质子
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【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶非贵金属催化剂的研究进展及展望（英文）[J]. 徐文策,王红霞. 催化学报. 2017(06)
[2]核壳结构纳米复合材料的研究进展[J]. 唐丽梅,黄云镜,宋浩,杨冲,白爱玲,李青松. 材料导报. 2016(S1)
本文编号：3286462
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