Ni-Fe双金属化合物的制备及其电解水性能研究

发布时间：2022-07-13 15:23

　　氢气作为一种可再生的清洁能源引起了广泛的关注,其燃烧热值高、燃烧产物洁净被认为是替代传统化石燃料的最佳载体。目前,工业上一般从水煤气或者天燃气中获得氢气,这种方法需要消耗大量的化石能源,最终会产生CO2并增加温室气体排放。地球上水资源储量丰富,电解水制备氢气是缓解能源危机以及全球气候变暖问题的理想选择。电解水由在阳极处发生的析氧反应（OER）和在阴极处发生的析氢反应（HER）两个半反应组成。其中,相比于HER过程,缓慢的动力学过程、四个质子/电子复杂的传输过程以及形成氧氧双键的高活化能导致OER过程需要更大的过电位。众所周知,贵金属基催化剂（如Pt、Ru、Ir和相应的氧化物）具有优异的电催化性能,但它们的高成本和稀有性使它们不能大规模应用。因此,设计低成本、高效率、高稳定性的双功能电解水催化剂是加快电解水技术发展的关键。过渡金属化合物由于具有优异的催化性能、易于修饰与改性、丰富的储量以及低廉的价格在电催化、光催化、超级电容器、燃料电池以及锂离子电池等领域具有广泛的应用。大量研究表明,双金属/多金属化合物的电化学性能往往优于单金属化合物,并且将其与导电基底结合可以显著提高电子传输速率,从... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电解水反应简介
        1.2.1 电解水反应的发展历史
        1.2.2 析氧反应及其反应机理
        1.2.3 析氢反应及其反应机理
        1.2.4 电化学全解水机理
    1.3 Ni-Fe双金属化合物电解水性质的研究进展
        1.3.1 Ni-Fe双金属氢氧化物的研究进展
        1.3.2 Ni-Fe双金属磷化物的研究进展
    1.4 本论文选题的依据和主要研究内容
        1.4.1 本论文的选题依据
        1.4.2 本论文的研究内容
第2章 实验材料及表征方法
    2.1 实验所用试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂和药品
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 材料的表征
        2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.2 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
        2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.4 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)
        2.2.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
第3章 异质结构的NiFe-LDH@Ni_3S_2/NF阵列的制备及其电解水性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 NiFe-LDH/NF的制备
        3.2.2 NiFe-LDH@Ni_3S_2/NF的制备
        3.2.3 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 所制备催化剂的表征
        3.3.2 OER性能
        3.3.3 HER性能
        3.3.4 不同比例NiFe-LDH@Ni_3S_2/NF的OER和HER性能
        3.3.5 全解水性能
    3.4 本章小结
第4章 NiFe-P纳米片阵列的制备及其电解水性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 NiFe-LDH/NF的制备
        4.2.2 NiFe-P/NF阵列的制备
        4.2.3 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 所制备催化剂的表征
        4.3.2 OER性能
        4.3.3 HER性能
        4.3.4 全解水性能
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3660286