多酸基电催化剂的设计、合成与小分子活化研究

发布时间：2022-01-09 05:39

　　本文以多酸为前躯体,借助电化学共沉积和高温热解的方法制备了两类结构不同的纳米材料,一类在酸性条件下的析氢反应中表现突出,另一类在碱性条件下的氧还原反应中显示出优异的催化性能。1.利用不同结构类型的磷钨酸盐,借助电化学还原的方法构筑了基于还原氧化石墨烯（RGO）的纳米催化剂。通过XRD、IR、XPS、SEM和TEM等测试手段表征了材料的微观结构。实验结果表明,以[NaP₅W₃₀O₁₁₀]^14-{P₅W₃₀}为原料时制备的含有Pt₂W和WO₃异质结构的样品在0.5 M H₂SO₄溶液中表现出最佳的HER性能以及较高的催化稳定性。在电流密度为40 mA cm^-2之前,产氢性能可与商业Pt/C相媲美,然而,在40 mA cm^-2之后产氢性能已超过商业Pt/C,在较低的过电位394 mV时,可以为析氢反应提供高达500 mA cm

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

几种类型多酸氧簇的模型结构

材料高温热解得到单原子或者金属颗粒催化反应。本文主要研究多酸基电催化酸性条件下的产氢和碱性条件下的氧还原反应。2.4 多酸基材料电催化产氢研究进展2015 年，田春贵等人[71]报道了磷化改性的氮化钨/还原氧化石墨烯复合材WN/RGO) 作为高性能、非贵金属电催化剂用于析氢反应。首先利用自组装的氧化石墨烯与聚乙酰亚胺 (PEI) 进行组合，为了得到较为均匀分散的多酸单元加入 H3[PO4(W3O9)4] {PW12} 水溶液。然后通过水热反应和高温热解等过程最出磷化的氮化钨/还原氧化石墨烯复合材料。该材料在酸性介质中的产氢起始过 mV，塔菲尔斜率 54 mV dec-1，以及较大的交换电流密度 0.35 mAcm-2。在电为 10 mA cm-2时的产氢过电位仅为 85 mV，且能达到一个较大的电流密度， 20 h 的电解过程中保持良好的稳定性，如图 1.2。

图1.3 Mo基多孔复合结构合成工艺与极化曲线(a)原料到产物的演变过程 (b) MoO2@PC-RGO、MoO2@PC等样品的活性比较15 年，Ulrich Kortz 等人[73]报道了 K28Li5[H7P8W48O184] 92H2O {P8W48上的复合材料 P8W48/RGO 在电催化产氢方面的应用。主要是采用一步方法将二者结合在一起，实现了{P8W48}在石墨烯表面的单分散。利用子传输和储存能力、石墨烯较大的表面积和较高的导电性能构筑高活性文中指出，P8W48/RGO 在 0.5 M H2SO4中的催化活性已超过商业 Pt/C， 10, 20, 50 mAcm-2时的过电位分别为 28, 39, 70 mV；1000 次 CV 前后明了杂化材料中的多酸与还原氧化石墨烯之间存在较强的相互作用，如


本文编号：3578072