三维氮化钽纳米薄膜的制备及其电催化性能的研究

发布时间：2022-08-08 19:39

　　全球经济的高速发展的同时,对能源的需求也日趋扩大。但传统化石能源的储量却日趋减少,而且化石能源的使用伴随着强烈的环境污染,因此,寻求清洁新能源来替代化石能源,促进经济可持续发展势在必行。电催化作为最有效的制备新能源的手段一直备受关注。商业用的Pt、Ru、Rh等贵金属电催化剂虽然有高的催化活性,但受限于高昂的成本和稀少的储量而无法大规模应用,因此开发高储量、低成本的非贵金属电催化剂刻不容缓。过渡金属氮化物则因其低的成本和类似贵金属Pt的电子结构,有着替代贵金属催化剂用于电催化的前景。基于此,本文制备出未曾报道过的内部管道镂空多孔的三维氮化钽纳米多孔薄膜,并以此为基底,在氮化钽纳米多孔薄膜内部原位限域生长出各种高活性催化材料,应用于电催化。以多种表征手段对制备的材料的形貌以及组分进行表征,通过电化学测试对样品的电化学进行表征与分析,具体内容如下:（1）在氨气和氩气氛围下,采用CVD法原位热解[Co（tzbc）₂（H₂O）₄]晶体,在三维氮化钽纳米薄膜内限域生长出氮掺杂碳层包裹的钴纳米颗粒（Ta₃N

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 :绪论
    1.1 引言
    1.2 电催化水分解
        1.2.1 电催化水分解的概念
        1.2.2 析氢反应
        1.2.3 析氧反应
    1.3 过渡金属氮化物电极材料研究概况
        1.3.1 过渡金属氮化物的结构与性质
        1.3.2 过渡金属氮化物在HER反应中的应用
        1.3.3 过渡金属氮化物在OER反应中的应用
    1.4 课题的研究意义和内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 :限域生长钴基纳米材料的3D氮化钽纳米薄膜的制备及HER性能的研究
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 材料表征
        2.2.5 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 实验原理
        2.3.2 晶相分析
        2.3.3 形貌分析
        2.3.4 电化学测试
        2.3.5 Ta_3N_5@C@Co-800 电催化机理分析
    2.4 小结
第三章 :限域生长Fe Ni合金纳米颗粒的3D氮化钽纳米薄膜的制备及OER性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 材料表征
        3.2.5 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 实验原理
        3.3.2 晶相分析
        3.3.3 形貌分析
        3.3.4 电化学测试
        3.3.5 Ta_3N_5-FeNi-800 电催化机理分析
    3.4 小结
第四章 :总结和展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式



本文编号：3672105