钴基磷化物纳米材料的制备及其电化学析氢性质的研究

发布时间：2021-12-08 21:29

　　由于天然化石能源和当前全球环境危机的限制,对清洁能源（例如太阳能,风能和水力发电）作为替代化石燃料的需求量日益增长,这已经被广泛认为是确保世界经济和社会可持续发展的唯一可行办法。因此,大力发展高效、环保的能源转换和储存技术是尤其重要。水分解制氢是可持续能源储氢的一个有吸引力的解决方案。因为氢气具有较好的能量密度,具有环境友好性,已经证明了其作为可持续能源经济的理想能源载体。过渡金属（铁、镍、钴等）材料具有良好的电催化性能,例如,过渡金属磷化物,过渡金属硫化物,过渡金属硒化物等在电化学析氢方面得到良好的应用。本文制备了磷化钴中空纳米球材料、磷化钴镍中空纳米片球复合材料、碱式碳酸钴纳米片,并对其形貌、成分、结构等进行了分析,最后对其电解水析氢性能进行研究。主要结论如下:（1）通过调节形貌和结构用于析氢反应（HER）的低成本和高效率的电催化剂吸引了越来越多的关注。在此,当直接用作电化学析氢的阴极时,采用两步溶剂热法和一步煅烧法合成的CoP-60分层结构电极表现出高的性能,在电流密度（j）为10mA cm^-2时过电位（η）为147mV,56mV dec^-1

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水电解的发展历程

able 1-1. Elemental reaction steps in HER in acid and alkaline me反应机理，电化学析氢反应包括在电极表面上，吸附和是竞争过程，良好的催化剂应该在吸附反应中间体的结衡状态。理论计算得出，电化学析氢反应的总体反应速自由能（ΔGH）。 根据所谓的火山图[19]，如图 1-2 所化剂，其应该具有接近零的ΔGH，即表面上的结合能不格昂贵，在开发过渡金属的非贵金属催化剂方面做酸性 碱性action H3O++ e-→ Had+ H2O H2O + e-→reaction Had+ H++ e-→ H2Had+ H2O + e-action Had+ Had→ H2Had+ Had

图 1-3 用于构建 HER 电催化剂的元素igure. 1-3 Elements that are used for constructing HER electrocataly示，用于 HER 电极催化剂的元素的总体视图。这些元素大致分为三组：（1）贵金属元素 Pt，其被证明是电化（2）过渡金属（非贵金属元素）析氢催化剂，主要包括Ni），铜（Cu），钼（Mo）和钨（W）;（3）非贵金属包括硼（B），碳（C），氮（N），磷（P），硫（S）上述十二种非贵重元素合成的非贵金属的 HER 电催化化学析氢反应中催化效率最高的，但是其在地球上的含性也限制了其更广泛的应用[22]。而非贵金属廉价且储存剂研究也日益增多。在过渡金属中，铁含量是最多的，。在此背景下，发展高效的水分解催化剂，优先选择基体水分解更经济，这是非常可取的。

【参考文献】：
硕士论文
[1]磷化钴纳米材料的制备及其催化析氢性能[D]. 赵丹.上海应用技术大学 2016



本文编号：3529273