Mo 2 C/NC纳米复合材料的制备及其电催化析氢性能

发布时间：2023-11-03 19:21

　　电催化分解水制备的氢气是一种很有前途的化石燃料替代品。铂基材料被认为是电催化析氢反应中最高效的催化剂,但高成本阻碍了其在工业上的大规模应用。作为一种非贵金属基材料,碳化钼在电催化和多相催化领域均得到了广泛的关注。通过与导电性良好的基质复合并使其活性位点充分暴露已逐渐成为设计合成碳化钼基析氢催化剂材料的有效策略。本论文设计合成了几种Mo₂C/NC纳米复合材料,详细研究了这些材料的化学组成与微观结构对其电催化析氢性能的影响。通过简单的共沉淀法,分别以苯胺、苄胺和邻甲苯胺作为含氮碳源,与钼酸铵进行杂化后在800 ^oC下进行碳化,得到三种纳米复合材料Mo₂C/NC-AN、Mo₂C/NC-BZA和Mo₂C/NC-OT。测试结果表明,更换含氮碳源会改变材料的微观形貌和材料表面的元素价态分布,因此影响材料的析氢性能。对这三种材料分别在酸性溶液和碱性溶液中进行析氢测试。发现酸性溶液中,电流密度为-10 mA·cm^-2时,Mo₂C/NC-AN、Mo

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及目的
    1.2 常见制氢方法
        1.2.1 化石燃料制氢
        1.2.2 生物制氢
        1.2.3 光解水制氢
        1.2.4 电解水制氢
    1.3 电解水析氢反应原理
        1.3.1 析氢反应热力学
        1.3.2 析氢反应机制
        1.3.3 析氢反应的性能参数
    1.4 电解水析氢催化剂
    1.5 碳化钼
        1.5.1 碳化钼的结构
        1.5.2 提高碳化钼析氢性能的主要策略
    1.6 本文的选题意义及研究内容
第2章 实验原料和实验方法
    2.1 化学试剂和仪器设备
        2.1.1 化学试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 不同钼源Mo₂C/NC纳米复合材料的制备
        2.2.2 Mo₂C/NC-AN纳米复合材料的性能优化
    2.3 材料结构表征
        2.3.1 X射线粉末衍射分析
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 透射电子显微镜
        2.3.4 傅立叶红外光谱
        2.3.5 拉曼光谱分析
        2.3.6 X射线光电子能谱分析
        2.3.7 比表面分析
    2.4 材料的电催化析氢性能测试
        2.4.1 待测样品的制备
        2.4.2 循环伏安测试
        2.4.3 线性扫描伏安测试
        2.4.4 塔菲尔曲线测试
        2.4.5 电化学阻抗测试
        2.4.6 稳定性测试
第3章 不同碳源MO₂C/NC纳米复合材料的制备及电催化析氢性能
    3.1 引言
    3.2 不同碳源Mo₂C/NC纳米复合材料的制备及表征
        3.2.1 不同碳源Mo₂C/NC纳米复合材料的制备
        3.2.2 不同碳源Mo₂C/NC纳米复合材料的表征
    3.3 不同碳源Mo₂C/NC纳米复合材料的电化学析氢性能测试
    3.4 本章小结
第4章 MO₂C/NC-AN纳米复合材料的优化及电催化析氢性能
    4.1 引言
    4.2 前驱体Mo-AN的表征
    4.3 碳化温度对合成材料的影响
        4.3.1 不同温度合成材料的XRD以及Raman表征
        4.3.2 不同温度合成材料的电化学测试
    4.4 不同原料比对合成材料的影响
    4.5 不同碳化工艺对合成材料的影响
        4.5.1 不同碳化工艺合成材料的表征
        4.5.2 不同碳化工艺合成材料的电化学性能测试
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3859746