模板法可控制备Co基电催化剂及其电解水性能的研究

发布时间：2023-04-27 05:40

　　过渡金属电催化剂(如钴、镍、钨基等)因其廉价、储量丰富以及易于调控的d电子结构,被广泛应用于催化材料、磁性材料等领域,被认为是具有发展前景的非贵金属基电催化材料。传统的过渡金属催化剂大都位于火山型关系图的半峰位置,对活性H^*的吸附太强或太弱,不利于析氢反应的进行。基于此,本论文通过实验制备了具有核壳结构的高性能Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极,并进一步制备了具有大孔连通的多孔结构的高效P-CoFeP NPs/Ni双功能电催化剂,以克服析氢反应速率受动力学缓慢的析氧反应的限制。论文主要从两个方面来优化实验设计:⑴在碱性条件下降低水解离能垒或优化氢吸附自由能(△G_H*),采用构筑界面和元素掺杂的方式提高催化剂的本征活性;⑵优化催化剂的形态结构,提高催化剂比表面积,增加催化活性位点数目,提供更多气体和离子传输通道。论文的主要工作如下:1模板法制备核壳结构的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极的研究通过水热法...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 电解水制氢
        1.2.1 电解原理
        1.2.2 碱性介质中的析氢机理以及调控
        1.2.3 碱性介质中的析氧机理及调控
    1.3 全解水电极
        1.3.1 析氢电极的研究现状
        1.3.2 析氧电极的研究现状
    1.4 本文研究意义及内容
2 实验部分
    2.1 实验试剂和材料
    2.2 实验仪器
    2.3 电极表征方法
        2.3.1 电化学性能表征
        2.3.2 物理表征
3 模板法制备核壳结构的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极的研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 核壳结构的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极的制备
        3.2.2 电化学测试及结构表征
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 核壳结构的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极的形貌表征
        3.3.2 核壳结构的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极的结构组成分析
        3.3.3 核壳结构的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极的电化学活性测试
        3.3.4 核壳结构的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氢电极的稳定性测试
    3.4 本章小结
4 MOF衍生的多孔CoFeP/Ni纳米片阵列电极用作高效全解水
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 P-CoFeP/Ni纳米片全解水电极的制备
        4.2.2 电化学测试及结构表征
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 P-CoFeP NPs/Ni全解水电极的形貌表征
        4.3.2 P-CoFeP NPs/Ni全解水电极的结构组成分析
        4.3.3 P-CoFeP NPs/Ni全解水电极的电化学活性测试
        4.3.4 P-CoFeP NPs/Ni全解水电极的稳定性测试
        4.3.5 各种参数对催化性能的影响
    4.4 本章小结
5 结论
参考文献
附录
    A 硕士研究生期间的科研成果
    B 学位论文数据集
致谢



本文编号：3802980