铁元素调控的镍基硒化物及其氧析出应用研究

发布时间：2023-02-10 19:28

　　氢能,具有可以循环利用、清洁、能量密度高等优点,已成为新能源的首要选择。新能源技术中,氢气的生产离不开电解水设备,但是由于其阳极反应动力学比较缓慢,所以需要催化剂来催化反应的进行。传统的氧析出催化剂是贵金属钌、铱及其氧化物,但是其价格比较昂贵,限制了电解水设备的工业化应用,所以就迫切需要研究者们开发一些低价、环保、高效的非贵金属氧析出催化剂。大量研究数据证明,过渡金属硒化物有一个良好的氧析出性能,而且结构易于调控。所以研究者们在过渡金属硒化物改性方面做了大量研究以进一步提高氧析出催化性能,本文就从形貌和电子结构两个方面来调控镍基硒化物,具体内容主要如下:(1)利用离子交换方法,将NiSe/NF浸泡在沸腾的FeCl₃水溶液里,30 s时间内将NiSe纳米线转化成Ni_xFe₁-_x Se@Ni(Fe)OOH核壳结构,即一种由纳米片包裹的超细纳米线核壳结构,此结构不仅有利于电子转移和传质,还增加了原催化剂的比表面积,使其暴露更多的活性位点;另一方面,大量研究表明,在氧析出过程中,羟基氧化物才是提高反应活性的...

【文章页数】：70 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 氧析出反应机理
    1.3 氧析出反应催化剂
        1.3.1 过渡金属氧化物催化剂
        1.3.2 过渡金属氢氧化物催化剂
        1.3.3 过渡金属羟基氧化物催化剂
        1.3.4 过渡金属氮化物和磷化物催化剂
        1.3.5 过渡金属硫族化合物催化剂
    1.4 氧析出反应催化剂调节机制
    1.5 本论文的选题背景和研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 物理表征
        2.2.1 场发射扫描电子显微镜分析
        2.2.2 透射电子显微镜分析
        2.2.3 X射线衍射分析
        2.2.4 X射线光电子能谱分析
        2.2.5 拉曼光谱分析
    2.3 电化学测试分析
        2.3.1 循环伏安及线性扫描伏安测试
        2.3.2 交流阻抗测试
第3章 快速调节NiSe纳米线的形貌和电子结构用于高效的氧析出反应
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 在泡沫镍上面制备NiSe纳米线
        3.2.2 在泡沫镍上面制备Ni_xFe_1-x Se@Ni(Fe)OOH核壳纳米材料
        3.2.3 NiSe/NF和 Ni_xFe_1-x Se@Ni(Fe)OOH/NF的物理表征与电化学测试
    3.3 分析与讨论
        3.3.1 形貌和结构分析
        3.3.2 实验探究
        3.3.3 电子结构分析
        3.3.4 电化学测试
    3.4 本章小结
第4章 Fe元素调控的NiSe₂纳米微球用于高效的氧析出反应
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 制备Ni(OH)₂纳米微球和不同比例的NiFe LDH纳米微球
        4.2.2 制备NiSe₂纳米微球和不同比例的Ni_xFe_1-x Se₂ 多孔纳米微球
        4.2.3 材料的物理表征与电化学测试
    4.3 分析与讨论
        4.3.1 材料表征
        4.3.2 电化学测试
    4.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
致谢



本文编号：3739777