高效全水裂解电催化剂的构筑及其性能研究

发布时间：2021-10-16 08:31

　　传统化石燃料的大量消耗不仅引发了能源接近枯竭的问题,而且导致了严重的环境污染,因此寻求一种清洁、可再生的能源成为解决问题的关键。氢能由于其能量密度高、安全的副产物水等优点而受到研究者的广泛关注。电解水技术是制氢的一种有效的手段,且电解水的另一产物是氧气,其在冶炼、国防、医疗等方面也具有极其重要的应用。电解水的效率由析氢、析氧两个半反应共同决定,高效的催化剂能大幅提高电解水效率。当前,Pt/C是效率最高的析氢反应（HER）催化剂,Ru O2或Ir O2是效率最高的析氧反应（OER）催化剂,然而它们价格昂贵,储量少,不能广泛使用。因此,开发高效的非贵金属催化剂显得十分重要。过渡金属（Fe、Co、Ni等）储量丰富、价格低廉、催化活性高,本论文从改善材料的形貌、组成和电子结构等方面入手,从而达到优化材料催化活性的目的。本文研究内容分为三个部分:第一、采用一步水热法制备出双金属Ni Fe-MOF-74二维纳米片,利用双金属的协同效应优化催化剂的形貌与电子结构;第二,利用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为软模板获得立方体形貌的ZIF-67,掺入铁源后再通过低温磷化处理,制备出具有中空结构的Fe-C... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 电催化水裂解
    1.3 析氢反应
        1.3.1 析氢反应机理
        1.3.2 析氢反应催化剂的研究进展
    1.4 析氧反应
        1.4.1 析氧反应机理
        1.4.2 析氧反应催化剂的研究进展
    1.5 本课题的主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 形貌与结构表征
    2.3 电化学测试
        2.3.1 工作电极的制备
        2.3.2 电化学性能测试
第3章 原位生长在泡沫镍上的二维MOF-74纳米片作为高效全水电解催化剂
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂材料的表征
        3.3.2 催化剂材料的电化学测试
    3.4 小结
第4章 MOFs衍生的Fe-Co-P纳米箱作为高效全水电解催化剂
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 ZIF-67立方体的制备
        4.2.2 Fe掺杂的ZIF-67立方体的制备
        4.2.3 Fe-Co-P纳米箱的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂材料的表征
        4.3.2 催化剂材料的电化学测试
    4.4 小结
第5章 采用电沉积技术制备富含缺陷的钼酸盐作为高效全水电解催化剂
    5.1 引言
    5.2 实验部分
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 催化剂材料的表征
        5.3.2 催化剂材料的电化学测试
    5.4 小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]A 2D NiFe Bimetallic Metal–Organic Frameworks for Efficient Oxygen Evolution Electrocatalysis[J]. Yongchao Hao,Qinglin Liu,Ying Zhou,Zeqian Yuan,Yanan Fan,Zhuofeng Ke,Cheng-Yong Su,Guangqin Li.  能源与环境材料(英文). 2019(01)
[2]水电解析氢低贵/非贵金属催化剂的研究进展[J]. 李阳,罗兆艳,葛君杰,刘长鹏,邢巍.  电化学. 2018(06)
[3]过渡金属磷化物在电解水制氢方向的研究进展[J]. 冀国超,赵笑飞.  化工管理. 2018(33)
[4]新能源材料的研究进展[J]. 蒋利军,张向军,刘晓鹏,朱磊,尉海军.  中国材料进展. 2009(Z1)



本文编号：3439481