非贵金属基纳米材料的制备及其在电催化中的应用
发布时间：2021-10-20 08:10
环境与能源问题伴随着社会与经济的发展愈发严峻,因此开发环保的清洁能源迫在眉睫。氢能是近年来清洁能源的研究热点,不仅具有高的燃烧热值,而且清洁无污染。质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种高效的氢能利用技术,具有重要的应用前景。到目前为止,贵金属Pt基催化剂仍然是最常用也是最有效的PEMFC氧气还原反应（ORR）催化剂。然而,在长期工况条件下,Pt基催化剂（常为Pt/C）在PEMFC中的实际应用受到某些因素的限制,特别是碳载体的腐蚀加剧了Pt的烧结、团聚、脱落和流失,严重影响了Pt基催化剂的催化效率和使用寿命。因此,探索高性能的新型载体材料是提高Pt催化性能的一个现实有效也非常重要的途径。在氢能的大规模制备方面,电解水技术为可持续的清洁产氢提供了一个有希望的路径,这需要高性能和稳定的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）电催化剂,以降低过电位并减少能耗。贵金属RuO2/IrO2和Pt/C分别具有高的析氧和析氢反应活性,但是由于它们高成本和稀缺性,严重限制了其在电解水制氢中的广泛应用。因此,在电解水技术的发展过程中,开发高活性、高稳定性的非贵金...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)Pt/C，TiN@Pt和TiNiN@Pt的循环伏安(CV)曲线；(b)在0.1MHClO4中的ORR极化曲线；(c)来自(b)的三种催化剂的Pt质量活性和比活性；(d)ADT测试前后的极化曲线
Se2NW/CC:(a) 析氢反应的极化曲线；(b) Tafel 斜率；(c) 在 0.5 M H2SO4中 0.1~-进行的 1000次 CV前后的极化曲线；(d) 在 0.5 M H2SO4中的时间电流曲线。[65]gure 1.4 CoSe2NW/CC:(a) HER Polarization curves. (b) Tafel plots. (c) Polarizatin 0.5 M H2SO4initially and after 1000 potential sweeps between 0.1 and 0.3 V.Time-dependent current density curves in 0.5 M H2SO4.[65]来，一些过渡金属硫化物、硒化物、磷化物在 HER 方面表现出了出Liu[63]通过水热合成方法制备了一种微小尺寸的超薄二硫化钼纳米片，型的二维(2D)纳米材料均匀镶嵌在石墨烯片上(MoS2/G)，所制备的 Mo对 HER 具有超高的催化活性，具有 30 mV 的低起始过电位，在电流A/cm2处对应的过电势为 110 mV，Tafel 斜率为 67.4 mV/dec。其所表HER 性能应归因于 MoS2/G 的复合结构提供了大量的活性位点和大的面积，并且还具有出有利于电子传输和捕获 H+的性质。此外，MoS2烯之间的强键合作用可有助于实现长期的电化学稳定性和结构的完整00次连续循环测试后表现出 97%的活性保持率。Xu等[64]提出了一种简
青岛大学硕士学位论文过 5000 次。Liu 等[65]通过简单的两步水热的制备方法在碳布上制备了 C阵列(CoSe2NW/CC)，用作电化学析氢的 3D 纳米阵列电极。CoSe2NW介质中表现出优异的催化活性和耐久性，如图 1.4 所示，它在 10 和 100的过电势分别是 130 和 164 mV，并且其活性可以保持至少 48 小时。W通过一步水热反应实现了 Mo、S 共掺杂的 NiSe 纳米片在导电基底泡 共掺杂的 NiSe/NF-160 NSs)上的原位生长，作为高效催化剂其表现出R 催化活性，在过电位为 88 mV 处对应的电流密度为 10 mA cm-2，实o和 S 的同时引入可以实现材料形貌和电子结构的双重调控。
本文编号：3446557
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)Pt/C，TiN@Pt和TiNiN@Pt的循环伏安(CV)曲线；(b)在0.1MHClO4中的ORR极化曲线；(c)来自(b)的三种催化剂的Pt质量活性和比活性；(d)ADT测试前后的极化曲线
Se2NW/CC:(a) 析氢反应的极化曲线；(b) Tafel 斜率；(c) 在 0.5 M H2SO4中 0.1~-进行的 1000次 CV前后的极化曲线；(d) 在 0.5 M H2SO4中的时间电流曲线。[65]gure 1.4 CoSe2NW/CC:(a) HER Polarization curves. (b) Tafel plots. (c) Polarizatin 0.5 M H2SO4initially and after 1000 potential sweeps between 0.1 and 0.3 V.Time-dependent current density curves in 0.5 M H2SO4.[65]来，一些过渡金属硫化物、硒化物、磷化物在 HER 方面表现出了出Liu[63]通过水热合成方法制备了一种微小尺寸的超薄二硫化钼纳米片，型的二维(2D)纳米材料均匀镶嵌在石墨烯片上(MoS2/G)，所制备的 Mo对 HER 具有超高的催化活性，具有 30 mV 的低起始过电位，在电流A/cm2处对应的过电势为 110 mV，Tafel 斜率为 67.4 mV/dec。其所表HER 性能应归因于 MoS2/G 的复合结构提供了大量的活性位点和大的面积，并且还具有出有利于电子传输和捕获 H+的性质。此外，MoS2烯之间的强键合作用可有助于实现长期的电化学稳定性和结构的完整00次连续循环测试后表现出 97%的活性保持率。Xu等[64]提出了一种简
青岛大学硕士学位论文过 5000 次。Liu 等[65]通过简单的两步水热的制备方法在碳布上制备了 C阵列(CoSe2NW/CC)，用作电化学析氢的 3D 纳米阵列电极。CoSe2NW介质中表现出优异的催化活性和耐久性，如图 1.4 所示，它在 10 和 100的过电势分别是 130 和 164 mV，并且其活性可以保持至少 48 小时。W通过一步水热反应实现了 Mo、S 共掺杂的 NiSe 纳米片在导电基底泡 共掺杂的 NiSe/NF-160 NSs)上的原位生长，作为高效催化剂其表现出R 催化活性，在过电位为 88 mV 处对应的电流密度为 10 mA cm-2，实o和 S 的同时引入可以实现材料形貌和电子结构的双重调控。
本文编号：3446557
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