镍磷复合电极的制备及其电催化析氢性能的研究

发布时间：2022-02-24 15:34

　　现如今,随着工业进程的发展人民生活质量水平的提升,我们对能源的需求与日俱增,同时,石燃料使用过程中伴随的环境污染问题使人们的生活环境不断恶化,能源短缺和环境污染的形势愈发严峻。清洁、可再生能源的开发已刻不容缓。氢气具备资源丰富、燃烧热值高、绿色环保等优点,被认为是一种理想的化石能源替代品。在现有的许多制氢方法中,电解水制氢具备安全、可持续等优点,极具发展潜力,然而阴极上较高的析氢过电位阻碍了其进一步工业化的进程。因而研发具有高析氢活性的电极材料来减小析氢过电位已成为科研工作者们的研究热点。超重力电沉积制备的镍基析氢电极具有优越的催化活性,但电极表面结构整体较为致密。纳米碳材料的加入能够增加镍的成核速率,有效地抑制镍颗粒的生长,增大电极的比表面积,从而增大催化反应的活性位点数,成为改善电极活性的重要途径。本文研究内容如下:以铜箔为基底,采用超重力电沉积制备了Ni-P合金电极并对其电催化析氢性能进行研究。探究了次亚磷酸钠含量对镀层性能的影响,实验结果表明,磷的加入大幅地提升了镀层的催化性能。当镀液中次亚磷酸钠的浓度为0.3M时,获得性能最佳的镀层Ni-P₃,达100 ... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氢气能源
        1.2.1 氢能的优势
        1.2.2 氢气的制备方法
    1.3 电解水析氢的原理
    1.4 析氢电极材料的研究概况
        1.4.1 电解析氢阴极材料的要求和选择
        1.4.2 多孔镍电极
        1.4.3 镍基合金电极
        1.4.4 镍基复合电极
    1.5 本课题的研究内容和目的
第2章 实验方法
    2.1 实验试剂、材料和仪器
        2.1.1 主要实验试剂和材料
        2.1.2 主要实验仪器
        2.1.3 超重力仪简介
    2.2 电极材料理化性质的表征
        2.2.1 场发射扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)
        2.2.2 X-射线衍射(XRD)
    2.3 电化学性能表征
        2.3.1 线性扫描伏安曲线测试(LSV)
        2.3.2 塔菲尔极化曲线测试(Tafel)
        2.3.3 交流阻抗测试(EIS)
        2.3.4 计时电位法(CP)
第3章 Ni-P电极的制备及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 Ni-P电极的SEM分析
    3.4 Ni-P电极的XRD分析
    3.5 Ni-P电极的电化学分析
        3.5.1 Ni-P电极的LSV分析
        3.5.2 Ni-P电极的TF分析
        3.5.3 Ni-P电极的EIS分析
        3.5.4 Ni-P电极的稳定性分析
    3.6 Ni-P电极的EDS分析
    3.7 本章小结
第4章 NiP/rGO复合电极的制备及电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 NiP/rGO电极的SEM分析
    4.4 NiP/rGO电极的XRD分析
    4.5 NiP/rGO电极的电化学分析
        4.5.1 NiP/rGO电极的LSV分析
        4.5.2 NiP/rGO电极的TF分析
        4.5.3 NiP/rGO电极的EIS分析
        4.5.4 NiP/rGO电极的稳定性分析
    4.6 NiP/rGO30 电极的EDS分析
    4.7 本章小结
第5章 NP-CNT复合电极的制备及电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
    5.3 NP-CNT电极的SEM分析
    5.4 NP-CNT电极的XRD分析
    5.5 NP-CNT电极的电化学分析
        5.5.1 NP-CNT电极的LSV分析
        5.5.2 NP-CNT电极的TF分析
        5.5.3 NP-CNT电极的EIS分析
        5.5.4 NP-CNT电极的稳定性分析
    5.6 NP-CNT2 电极的EDS分析
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[6]氢能源替代石油能源产业的可能性探讨[J]. 沈军.  节能与环保. 2018(07)
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硕士论文
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[5]镍/二硫化钼复合材料的制备及其电催化析氢性能的研究[D]. 李瑶.燕山大学 2018
[6]镍磷/二硫化钼复合材料电化学析氢性能的实验研究[D]. 石轩铭.燕山大学 2017
[7]超重力电沉积制备镍基复合析氢电极材料[D]. 陈周昊.燕山大学 2016
[8]高压氢气泄漏自燃现象的模拟[D]. 周理.重庆大学 2014
[9]镍基电催化析氢电极材料的研究[D]. 谢正伟.西南科技大学 2013



本文编号：3643016