过渡金属氧/硫化物材料的制备及其析氧反应性能的研究

发布时间：2021-11-18 16:24

　　传统化石燃料燃烧所造成的环境污染和能源短缺等问题在全球引起了广泛的关注。氢能由于其高能量密度、可持续、清洁无污染以及低分子质量的优点,被认为是从根本性解决能源与环境等全球性问题的理想替代能源。电解水是生产高纯度氢的重要方法,是现代清洁能源技术的重要组成部分。目前,电化学催化制氢使用的Ru O2和Ir O2贵金属催化剂效果较好但较昂贵,且元素储量有限。氧析出反应（OER）涉及多个质子耦合电子转移步骤,动力学缓慢,成为一直困扰电解水制氢领域的难题。为了提高电解水制氢的能量转化效率,寻找新型高效稳定的OER电催化剂是一个值得关注的方向。本论文设计合成了Ce掺杂的MnO2纳米花;Ce掺杂的CuS纳米片和W掺杂的CuS微米花结构,对氧/硫化物催化材料的制备及其析氧反应性能的研究做了以下工作:1、采用氧化还原方法,通过简单水热法合成一系列微量稀土元素Ce掺杂的二氧化锰纳米花,并将其应用于催化析氧反应。研究表明,铈含量为0.0250 mmoL时,Ce-MnO₂暴露出更大的比表面积,在1.0 M KOH电解液中,10 mA·cm-2的电流密度下,仅需要221 m V的过电位和44... 

【文章来源】：安徽师范大学安徽省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电解水装置图

安徽师范大学硕士毕业论文4H*+H2O(l)+e-→H2(g)+OH-(aq)(alkalineandneutralsolutions)(11)③Tafelstep:H*+H*→H2(g)(acidic,alkalineandneutralsolutions)(12)图1.2表示在阴极上HER的可能反应路线的示意图。Figure1.2SchematicrepresentingpossiblereactionroutesforHERonacathode.图1.3HER的log(i0)（交换电流）的火山图与金属-H键能(a)和ΔGH*(b)的关系。Figure1.3(a,b)Volcanoplotforlog(i0)(exchangecurrent)oftheHERasafunctionofmetal–Hbondenergy(a)andΔGH*(b).Volmerstep步骤无论如何都会发生。HER催化剂的性质决定了第二步是Heyrovsky步还是Tafel步[18]。这两种情况也可能同时发生。通常，H的吉布

安徽师范大学硕士毕业论文4H*+H2O(l)+e-→H2(g)+OH-(aq)(alkalineandneutralsolutions)(11)③Tafelstep:H*+H*→H2(g)(acidic,alkalineandneutralsolutions)(12)图1.2表示在阴极上HER的可能反应路线的示意图。Figure1.2SchematicrepresentingpossiblereactionroutesforHERonacathode.图1.3HER的log(i0)（交换电流）的火山图与金属-H键能(a)和ΔGH*(b)的关系。Figure1.3(a,b)Volcanoplotforlog(i0)(exchangecurrent)oftheHERasafunctionofmetal–Hbondenergy(a)andΔGH*(b).Volmerstep步骤无论如何都会发生。HER催化剂的性质决定了第二步是Heyrovsky步还是Tafel步[18]。这两种情况也可能同时发生。通常，H的吉布

【参考文献】：
期刊论文
[1]过渡金属硫化物催化剂催化加氢作用机理[J]. 柴永明,安高军,柳云骐,刘晨光.  化学进展. 2007(Z1)



本文编号：3503219