磷化镍微纳结构的制备及电催化析氢性能研究
发布时间：2021-10-11 03:23
随着能源危机、环境污染、温室效应等问题的日益严重,发展可再生清洁能源迫在眉睫。氢能是一种无污染可再生的能源,具有高能量密度（120～140 MJ·kg-1）、环境友好、储量丰富、储存便利等优点,因此氢气被视为未来理想的高效能源载体。在众多制氢技术中,电解水制氢对于未来解决能源危机和环境问题具有极大的意义。在电解水制氢中,高效和稳定的催化剂至关重要。众所周知,铂基催化剂具有低的过电位、低起始电位、低Tafel斜率等优点,在电解水析氢反应中表现出无与伦比的催化性能。但铂基催化剂的高成本和稀缺性限制了它的大规模应用。开发具有高析氢催化活性和稳定性的低成本和储量丰富的替代品引起了很多研究者的关注。由于其高活性和稳定性,磷化镍在电催化析氢催化中得到广泛关注和研究。本文制备了两种结构新颖的磷化镍析氢催化剂并研究其析氢性能,得到了如下的研究结果:（1）开发了一种简单、高效、实用的磷化方法,以制备结构新颖的自支撑多孔磷化镍纳米片。所制备的自支撑多孔Ni5P4/NiP2纳米片在酸性电解液中表现出很好的析氢活性,在电流密度为10mA·cm-2时,具有相对较低的过电位（92 mV）和较小的Tafel斜率（5...
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２三种电解槽的工作原理示意图??
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西南石油大学硕士研究生学位论文??颗粒十分均匀，平均尺寸约为１７?ｎｍ，ＢＥＴ为３２．８?ｍ２＾１。该方法制备的磷化镍为纳米??粒子，在测试电催化析氢性能时需要使用粘结剂如（Ｎａｆｉｏｎ等）将磷化镍纳米粒子沾附??在电极上，由于粘结剂的存在会导致催化剂的催化活性位点有所减少且催化剂在实际使??用中容易脱落。??Ａ??＾参穩馨??５？??图１－５磷化镍纳米粒子的形貌图??１．５．２氢气高温还原??氢气在一定条件下具有良好的还原性能，因此大量的研宄者使用氢气去还原金属化??合物。磷化镍也可以采用氢气还原来制备，即将含有镍的磷酸盐化合物置于管式炉中，??在Ｈ２气氛下高温还原制备磷化镍纳米结构。Ｂａｉｌ￣等人通过水热反应制备具有纳米棒状??的ＮｉＮｈＵＰＣＭ，然后在７００?°Ｃ下通过氢气去还原ＮｉＮＨ４Ｐ〇４得到了纳米豆荚状的Ｎｉ２Ｐ。??从图１－６可以看出纳米棒状的ＮｉＮＨ４Ｐ〇４在氢气的还原下转化为了豌豆荚状的Ｎｉ２Ｐ，形??貌也比较规整，ＢＥＴ为１１３．７?ｍ２ｇ－１。该方法的反应温度较高，使用氢气作为还原剂，在??安全性上存在较大的问题且在还原过程中无法控制形貌。制备的磷化镍催化剂同样需要??使用粘结剂，对电催化析氢催化性能和循环稳定性有一定的影响。??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物制氢的原理及研究进展[J]. 周芷若,郝东东,管宏伟,冷岳阳,赵璐,李永峰. 山东化工. 2016(10)
[2]催化剂筛选:火山型曲线成因理论解析及其在多相催化中的应用（英文）[J]. 毛羽,陈建富,王海丰,胡培君. 催化学报. 2015(09)
[3]我国新能源发展及应用探讨[J]. 吴新平. 电气时代. 2015(02)
[4]清洁、可再生能源利用的回顾与展望[J]. 路甬祥. 科技导报. 2014(Z2)
[5]生物制氢的研究进展及应用前景[J]. 胡雪竹,高宛莉,张春学,于潘,江雨. 中国校外教育. 2011(03)
[6]太阳能分解水制氢技术研究进展[J]. 王宝辉,吴红军,刘淑芝,盖翠萍. 化工进展. 2006(07)
本文编号：3429691
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２三种电解槽的工作原理示意图??
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西南石油大学硕士研究生学位论文??颗粒十分均匀，平均尺寸约为１７?ｎｍ，ＢＥＴ为３２．８?ｍ２＾１。该方法制备的磷化镍为纳米??粒子，在测试电催化析氢性能时需要使用粘结剂如（Ｎａｆｉｏｎ等）将磷化镍纳米粒子沾附??在电极上，由于粘结剂的存在会导致催化剂的催化活性位点有所减少且催化剂在实际使??用中容易脱落。??Ａ??＾参穩馨??５？??图１－５磷化镍纳米粒子的形貌图??１．５．２氢气高温还原??氢气在一定条件下具有良好的还原性能，因此大量的研宄者使用氢气去还原金属化??合物。磷化镍也可以采用氢气还原来制备，即将含有镍的磷酸盐化合物置于管式炉中，??在Ｈ２气氛下高温还原制备磷化镍纳米结构。Ｂａｉｌ￣等人通过水热反应制备具有纳米棒状??的ＮｉＮｈＵＰＣＭ，然后在７００?°Ｃ下通过氢气去还原ＮｉＮＨ４Ｐ〇４得到了纳米豆荚状的Ｎｉ２Ｐ。??从图１－６可以看出纳米棒状的ＮｉＮＨ４Ｐ〇４在氢气的还原下转化为了豌豆荚状的Ｎｉ２Ｐ，形??貌也比较规整，ＢＥＴ为１１３．７?ｍ２ｇ－１。该方法的反应温度较高，使用氢气作为还原剂，在??安全性上存在较大的问题且在还原过程中无法控制形貌。制备的磷化镍催化剂同样需要??使用粘结剂，对电催化析氢催化性能和循环稳定性有一定的影响。??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物制氢的原理及研究进展[J]. 周芷若,郝东东,管宏伟,冷岳阳,赵璐,李永峰. 山东化工. 2016(10)
[2]催化剂筛选:火山型曲线成因理论解析及其在多相催化中的应用（英文）[J]. 毛羽,陈建富,王海丰,胡培君. 催化学报. 2015(09)
[3]我国新能源发展及应用探讨[J]. 吴新平. 电气时代. 2015(02)
[4]清洁、可再生能源利用的回顾与展望[J]. 路甬祥. 科技导报. 2014(Z2)
[5]生物制氢的研究进展及应用前景[J]. 胡雪竹,高宛莉,张春学,于潘,江雨. 中国校外教育. 2011(03)
[6]太阳能分解水制氢技术研究进展[J]. 王宝辉,吴红军,刘淑芝,盖翠萍. 化工进展. 2006(07)
本文编号：3429691
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