钼酸钴基复合电催化剂的制备及其电催化分解水性能研究

发布时间：2021-10-17 04:09

　　钼酸钴（CoMoO₄）作为一种典型的过渡金属氧化物,具有晶体结构稳定、氧化还原能力强、导电性好等优点,在电催化分解水领域有着广阔的应用前景。但是,由于活性位点利用率低、循环周期寿命不长等因素的制约,很大程度上限制了其进一步的实际应用。为了弥补上述缺陷,本论文以CoMoO₄纳米材料为主体,通过负载不同的载体来构筑新型高效的复合电催化剂,利用不同电极材料协同催化的优势来降低分解水反应动力学能垒、增大比表面积、提高稳定性,进而改善电催化活性。采用多种表征手段对所制备的复合电催化剂的结构组成、微观形貌、电催化活性及稳定性进行分析,并进一步对其电催化分解水过程进行探讨。具体研究内容如下:1.以泡沫镍为载体,利用水热-电沉积法成功制备了CoMoO₄-Ni（OH）₂纳米片阵列复合电催化剂,并通过调节电沉积时间来控制Ni（OH）₂的负载量,以寻求最佳的复合比例。对所制备的CoMoO₄-Ni（OH）₂样品进行XRD、XPS、SEM、TEM、BET等表征... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电催化分解水示意图

阴极还原反应的电极电势为 0 V，阳极氧化反应的电极电势为 1.23 V，因此理论上水分解所需电压为 1.23V[14]。但在实际应用中，往往需要更高的电压才能将水进行分解，其值大约为 1.8~2.0 V[15]。所施加的大于理论值的电压主要用来克服电解水过程中存在的各种电阻电压降以及由于电极极化产生的过电势（如图 1.2）。因此，水分解的实际电压值 E 可以表示为[16]：E = 1.23 V + iR + + （1-8）其中，i 表示电极两端通过的电流，R 是电解池的总电阻，iR 表示电阻电压降， c是阴极氢析出的过电位， a则表示阳极氧析出的过电位。为了减少电解水过程中的电能损耗、提高电流利用效率，一方面，可以通过优化电解池结构、合理选择电解液来降低电阻电压降；另一方面，则通过负载适宜的催化剂来减小反应动力学能垒、降低反应过电位。因此，开发高效、稳定的析氢析氧电催化材料对于降低电解水反应工艺成本、提高氢能的转换效率至关重要[17]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔过渡金属钼酸盐纳米棒的制备及其高效电催化水氧化性能[J]. 王江浩,李莉萍,王丽萍,刘屹枫,孙文港,李文文,李广社.  黑龙江大学自然科学学报. 2018(05)
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[3]碱性电解水析氢电极的研究进展[J]. 张开悦,刘伟华,陈晖,张博,刘建国,严川伟.  化工进展. 2015(10)
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[5]离子液体辅助合成CdMoO4微球体及其光催化性能[J]. 朱德超,李康峰,程贤翊,王巧建,应桃开.  应用化工. 2011(03)
[6]制备球形钼酸镍的溶胶-凝胶方法[J]. 徐志昌,张萍.  中国钼业. 2008(02)

硕士论文
[1]双功能过渡金属产氢催化剂的制备及其性能研究[D]. 刘丹妮.西南交通大学 2017



本文编号：3441084