高效过渡金属基电分解水催化剂制备及性能研究
发布时间：2021-09-19 21:09
电分解水是一种产生清洁可持续能源的有效方式,也是可持续能源循环系统的重要环节,但是高的分解能量势垒和低的催化效率极大地限制了这种可再生能源技术的大规模商业化应用。因此,发展高活性的分解水催化剂是解决这一个问题的关键。近年来,高性能催化剂的设计以及性能调控引起了广泛关注。通过有效的策略对催化剂进行合理的设计,可以增加催化活性位点数目或者增强每一个活性位点的反应性,从而显著地提高催化剂的催化性能。本论文通过纳米结构工程,缺陷与成分的调控以及相变与界面工程的构建等策略实现了电催化分解水催化剂的可控制备并对其催化性能予以研究。主要内容分为以下几个部分:首先,我们通过简单经济的一步化学气相沉积法制备了自负载三维的过渡金属磷化铜纳米线,这种自负载三维的纳米线结构显著地增加活性位点的数目,利于电子的定向传输、气体的产生、电解液的扩散以及气泡的排除,从而提高了电分解水的催化性能。其次,我们通过调节催化剂的成分和晶型结构,成功制备了无定型三金属水滑石结构,材料的无定型化引入了大量的金属空位和丰富的氧空位,这些位点有利于中间体的吸附能和降低反应势垒,并且第三种过渡金属的引入调节了催化剂的电子结构和优化活性...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于电催化的可持续能源前景示意图
图 1.2 氢能产生和利用的可持续途径[7]。re 1.2 A sustainable pathway for the production and utilization of hyenergy[7].一个典型的电化学水分解体系中，如图 1.3 所示，阴极和阳极分应，即阴极通过析氢反应 (HER) 产生氢气，阳极通过析氧反应 26]。公式 1.1-1.3 分别是水分解的两个半反应和总反应式，在整外部电压需克服水分解的能量势垒 237 kJ mol1，这个值对应于热力学电势 1.23V。尽管水分解的理论是非常清楚的，但是还不际应用[27]。电解水最早的商业应用可以追溯到 19 世纪 90 年代，多年的发展，电化学分解水仅占全球 H2供应量的 4%，这主要是率低[28]。为了解决这一问题，我们必须选择合适的催化剂来提。在选择合成的催化剂之前，我们有必要首先深入了解电化学分
able pathway for the production and uenergy[7].学水分解体系中，如图 1.3 所示，析氢反应 (HER) 产生氢气，阳极通.3 分别是水分解的两个半反应和总水分解的能量势垒 237 kJ mol1，3V。尽管水分解的理论是非常清楚解水最早的商业应用可以追溯到 19化学分解水仅占全球 H2供应量的 解决这一问题，我们必须选择合适催化剂之前，我们有必要首先深入
【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)
[2]基于碳纤维材料基底的电解水制氢催化剂的研究进展[J]. 佟珊珊,王雪靖,李庆川,韩晓军. 分析化学. 2016(09)
本文编号：3402339
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于电催化的可持续能源前景示意图
图 1.2 氢能产生和利用的可持续途径[7]。re 1.2 A sustainable pathway for the production and utilization of hyenergy[7].一个典型的电化学水分解体系中，如图 1.3 所示，阴极和阳极分应，即阴极通过析氢反应 (HER) 产生氢气，阳极通过析氧反应 26]。公式 1.1-1.3 分别是水分解的两个半反应和总反应式，在整外部电压需克服水分解的能量势垒 237 kJ mol1，这个值对应于热力学电势 1.23V。尽管水分解的理论是非常清楚的，但是还不际应用[27]。电解水最早的商业应用可以追溯到 19 世纪 90 年代，多年的发展，电化学分解水仅占全球 H2供应量的 4%，这主要是率低[28]。为了解决这一问题，我们必须选择合适的催化剂来提。在选择合成的催化剂之前，我们有必要首先深入了解电化学分
able pathway for the production and uenergy[7].学水分解体系中，如图 1.3 所示，析氢反应 (HER) 产生氢气，阳极通.3 分别是水分解的两个半反应和总水分解的能量势垒 237 kJ mol1，3V。尽管水分解的理论是非常清楚解水最早的商业应用可以追溯到 19化学分解水仅占全球 H2供应量的 解决这一问题，我们必须选择合适催化剂之前，我们有必要首先深入
【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)
[2]基于碳纤维材料基底的电解水制氢催化剂的研究进展[J]. 佟珊珊,王雪靖,李庆川,韩晓军. 分析化学. 2016(09)
本文编号：3402339
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3402339.html
