几种过渡金属基电催化材料的制备及其性能研究

发布时间：2023-04-08 04:58

　　当今时代工业和经济的快速发展,对能源的消耗和环境的保护带来前所未有的挑战,世界各国都在寻求能够取代化石燃料的清洁能源,以此来解决能源危机和环境问题。因此,研究开发一种符合当今社会的环境友好的具有前景的可持续发展的清洁能源的技术引起了广泛的关注。电催化分解水被认为是一种理想的制备清洁能源的方法。这项技术中涉及到的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是电催化分解水的两个半反应,它们所需的高的过电位和缓慢动力学极大的限制了该项技术的应用,因此发展具有高效催化性能的催化剂来促使水分解的快速进行是十分必要的。目前,贵金属(如Pt、Ir、Ru等)被认为是HER和OER的良好催化剂,但因贵金属的成本高昂和储存缺乏等问题,极大的限制了它们在催化领域的广泛应用,因此设计合成高效廉价的非贵金属材料是一项迫切及有价值的研究。过渡金属(特指Ni、Fe、Co、Mo等非贵金属,以下亦同)不仅价格低廉还储存量丰富,同时这类金属自身独特的电子结构赋予了其独特的性质而被广泛的用于电催化领域中高性能材料的研究。目前很多的过渡金属材料存在导电性能差、用于反应的活性位点少等问题而限制了它们在电催化方面的应用。基于这些考虑,...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 电催化分解水反应
    1.3 氢析出反应
        1.3.1 氢析出反应原理
        1.3.2 氢析出反应催化剂
    1.4 论文的选题依据和主要研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 主要内容
第二章 金属有机骨架衍生的氮掺杂碳-RhNi合金锚定在石墨烯上用于高效的氢析出反应
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料及试剂
        2.2.2 实验仪器及设备
        2.2.3 催化剂的合成
            2.2.3.1 NC-RhNi/rGO催化剂的制备
            2.2.3.2 NC-Rh/rGO催化剂的制备
            2.2.3.3 NC-Ni/rGO的制备
            2.2.3.4 NC-RhNi的制备
            2.2.3.5 NC-Rh的制备
            2.2.3.6 NC-Ni的制备
        2.2.4 样品表征
        2.2.5 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 样品表征结果与讨论
        2.3.2 性能研究
    2.4 本章小结
第三章 在钴片表面直接生长的磷化钴阵列作为一种自支撑的高效析氢反应的电极
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料及试剂
        3.2.2 实验仪器及设备
        3.2.3 Co(OH)₂/Co-Foil的制备
        3.2.4 Co₂P/Co-Foil的制备
        3.2.5 样品表征
        3.2.6 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品表征结果与讨论
        3.3.2 催化性能研究
    3.4 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 本论文主要的研究成果
        4.1.1 金属有机骨架衍生的氮掺杂碳-RhNi合金锚定在石墨烯上用于高效的氢析出反应
        4.1.2 在钴片表面直接生长的磷化钴阵列作为一种自支撑的高效析氢反应的电极
    4.2 展望
参考文献
致谢
在读期间公开发表论文(著)



本文编号：3786053