MOFs衍生纳米催化剂的合成及其电解水性能的研究

发布时间：2022-04-26 22:07

　　环境污染和能源危机已成为当今人类社会发展所面临的主要问题,电解水制氢被认为是解决这一问题的有效途径。研发价廉易得、高效稳定的非贵金属电催化剂是氢能大规模商业化应用的关键所在。本论文以MOFs衍生纳米催化剂在电解水中的应用为研究切入点,制备出了两种高效的双功能电催化剂,并系统地分析了催化剂结构对电化学活性的影响。主要研究内容如下:1.MOFs衍生中空钴基双金属硒化物多面体复合纳米催化剂的制备及其电催化水氧化性能的研究金属有机框架（MOFs）材料是一类新型晶体多孔材料,具有合成简便、结构稳定、比表面积大、形貌和孔道结构规则有序可控等优点。基于此,该部分工作主要是以钴基双金属MOFs材料作为模板,通过简单一步水热硒化的方法,合成钴基双金属硒化物系列催化剂M_xCo_1-xSe₂（M=Zn,Ni,Cu）并将其应用于电解水实验中。测试结果表明,制备的中空催化剂M_xCo_1-xSe₂,尤其是Zn_0.1Co_0.9Se₂

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 能源危机
    1.2 氢能源
    1.3 制取氢的方法
        1.3.1 化石燃料制氢
        1.3.2 生物法制氢
        1.3.3 太阳能制氢
        1.3.4 电解水制氢
    1.4 水的电解反应
    1.5 MOFs衍生纳米催化剂的研究
        1.5.1 金属有机框架MOFs材料
        1.5.2 MOFs衍生材料
        1.5.3 析氢催化剂
        1.5.4 析氧催化剂
        1.5.5 双功能催化剂
    1.6 论文的选题意义和研究内容
        1.6.1 选题意义
        1.6.2 研究内容
    1.7 参考文献
第二章 MOFs衍生中空钴基双金属硒化物多面体电催化剂的制备及其电催化水性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与原材料
        2.2.2 仪器与设备
        2.2.3 催化剂的合成
        2.2.4 电化学性能测定
        2.2.5 催化剂的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂MxCo1-xSe2的形成
        2.3.2 催化剂的SEM表征
        2.3.3 催化剂的TEM表征
        2.3.4 催化剂的XRD表征
        2.3.5 催化剂的XPS表征
        2.3.6 催化剂的HER性能测定
        2.3.7 催化剂的OER活性测定
    2.4 本章总结
    2.5 参考文献
第三章 MOFs衍生CoTe_2纳米颗粒封装在氮掺杂的碳纳米结框架中作为高效的双功能电催化剂应用于水的完全裂解
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和材料
        3.2.2 仪器与设备
        3.2.3 催化剂的制备
        3.2.4 电化学性能测试
        3.2.5 催化剂的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂CoTe_2@NCNTFs的形成
        3.3.2 催化剂的SEM表征
        3.3.3 催化剂的TEM表征
        3.3.4 催化剂的XRD、Ramam和N_2吸脱附表征
        3.3.5 催化剂的XPS表征
        3.3.6 催化剂的OER活性测定
        3.3.7 催化剂的HER性能测定
        3.3.8 催化剂的全电解水应用
    3.4 本章总结
    3.5 参考文献
结论
硕士研究生期间的研究成果
致谢



本文编号：3648816