铱基电催化剂的设计制备与电化学性能研究

发布时间：2022-08-01 12:10

　　质子交换膜电解池（PEM）具有制氢速率快、纯度高、安全系数好等优点。但是它对电极材料的要求更高,因为一些常用的电极材料,像金属氧化物和金属氢氧化物在酸性条件下并不能稳定存在。因此工业上采用的是一些贵金属催化剂,例如:阴极发生的析氢反应（HER）的催化剂多使用的是铂（Pt）基类的材料;阳极发生的析氧反应（OER）的催化剂多使用的是钌（Ru）基、铱（Ir）基材料。由于这些金属的地壳储备含量少、且价格昂贵,因此限制了其大规模应用。而通过特定的手段将一定量的非贵金属和Pt、Ru、Ir等贵金属的材料进行整合,使其形成在酸性条件下能够稳定存在的化合物,并同时保持这些贵金属材料本身所具有的催化活性和稳定性。这样的材料能够降低电极材料的成本。根据这样的思路,我们设计合成了两种铱基材料催化剂,并对它们进行了一系列的表征和OER电化学性能测试。取得的主要研究结果如下:1.通过简单的溶剂热方法合成了一种铱镍氧化物的纳米颗粒,通过控制反应的时间和温度等条件,最终确定了最佳的合成条件。这种颗粒在0.5 M H2SO4电解液里测试,具有优越的OER性能,当电流密度为10mAcm2的时候,经过校准（iR corre... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 表征材料电化学活性的几个参数
        1.2.1 过电势(η)
        1.2.2 交换电流密度
        1.2.3 塔菲尔斜率
        1.2.4 稳定性
    1.3 几种常见的铱基酸性OER电催化剂
        1.3.1 铱镍电催化剂
        1.3.2 铱铜电催化剂
        1.3.3 含铱的钙钛矿型电催化剂
        1.3.4 碳材料支撑的铱基催化剂
    1.4 非铱基酸性OER催化剂
        1.4.1 非贵金属氧化物相关的催化剂
        1.4.2 碳相关的非贵金属催化剂
        1.4.3 钌基酸性OER电催化剂
    1.5 本论文的研究内容和意义
    参考文献
第二章 溶剂热法合成铱镍氧化物及其酸性OER性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料来源
        2.2.2 实验方案
        2.2.3 产物表征
        2.2.4 电化学相关性能测试
    2.3 结果和讨论
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 Ir掺杂Co_3O_4纳米片的酸性OER性能研究
    3.1 引言
    3.2 试验部分
        3.2.1 材料来源
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 产物表征
        3.2.4 电化学相关性能测试
    3.3 结果和讨论
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]高温固体氧化物电解水制氢储能技术及应用展望[J]. 牟树君,林今,邢学韬,周友.  电网技术. 2017(10)
[2]电解水制氢技术进展[J]. 倪萌,M.K.H.Leung,K.Sumathy.  能源环境保护. 2004(05)



本文编号：3667423