Cu基纳米复合材料催化剂：电沉积制备及电解水性能

发布时间：2023-04-25 23:43

　　氢能具有高能量密度、环境友好等优点被认为是化石燃料理想替代品。在传统制氢方法中,电解水制氢由于操作简单、环保、高效等特点受到了人们的广泛关注。近年来,人们研究了大量的非贵金属催化剂以代替RuO₂/IrO₂和Pt等贵金属材料。然而,多数材料存在导电性差以及测试过程中样品脱落等问题,从而导致其催化性能的降低。因此,开发一种具有杰出的机械稳定性、高导电性的非贵金属材料作为高效的电解水催化剂显得尤为重要。本论文以泡沫铜作为基底和铜源,通过电化学方法原位生成了具有高电导率以及机械稳定性的草坪状Ni/Cu纳米片阵列、Ni-P/Fe(OH)₃-Cu纳米管阵列和草坪状Ce掺杂Ni-S@Cu复合材料作为高效的电解水催化剂。此外,探究了不同沉积时间、不同电流密度以及不同电解液浓度对催化性能的影响。论文主要内容概括如下:1.通过简单的恒电流电沉积路线成功在泡沫铜上生长草坪状Ni/Cu纳米片阵列。实验表明,所制备的草坪状Ni/Cu纳米片阵列具有优异的电催化析氢(HER)活性。在1 M KOH溶液中,Ni/Cu纳米片阵列仅需要38 mV的过电位即...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.电解水的概述
        1.1 析氢催化剂的研究进展
        1.2 析氧催化剂的研究进展
    2.电解水催化剂的制备方法
        2.1 水热/溶剂热法
        2.2 模板法
        2.3 熔融盐法
        2.4 静电纺丝法
        2.5 电化学沉积法
    3.文章意义与研究内容
    参考文献
第二章 草坪状Ni/Cu纳米片阵列作为高效析氢反应的非贵金属催化剂
    1.引言
    2.实验部分
        2.1 仪器
        2.2 试剂
        2.3 材料合成
    3.表征
    4.电化学测试
    5.结果与讨论
        5.1 形貌和结构表征
        5.2 草坪状Ni/Cu/CF电极的HER催化活性
    6.结论
    参考文献
第三章 非贵金属纳米管阵列复合催化剂的制备以及高效的析氧性能研究
    1.引言
    2.实验部分
        2.1 实验仪器
        2.2 实验试剂
        2.3 材料合成
        2.4 材料表征
    3.结果与讨论
        3.1 催化剂的合成与结构表征
        3.2 性能测试
    4.结论
    参考文献
第四章 Ce掺杂Ni-S@Cu复合材料的制备及其在碱性条件下的析氧性能研究
    1.引言
    2.实验部分
        2.1 实验仪器
        2.2 实验试剂
        2.3 Ce-Ni-S@Cu/CF电极的制备
        2.4 表征
    3.结果与讨论
        3.1 形貌和结构表征
        3.2 析氧性能测试
    4.结论
    参考文献
第五章 总结与展望
附录:本人在读研期间发表的论文
致谢



本文编号：3801296