Ru基贵金属纳米材料的合成及其电化学性能研究

发布时间：2023-11-25 05:49

　　本文通过用热还原金属前驱体的方法,成功制备了Ru基纳米材料,并分别应用于碱性析氢反应(HER)和氮气还原反应(NRR),主要探索内容如下:(1)电催化HER的发展如火如荼,但如何既能降低成本,又能提高活性和稳定性,依然是最具挑战的工作。本章,通过一步合成的方法,制备了RuPdM(M=Ni,Co,Fe)超薄纳米片合金,并且应用于碱性HER电催化研究。研究数据显示:经过组分优化的由三金属Ru₃₈Pd₃₄Ni₂₈超薄纳米片在电流密度为10mA cm^-2时的过电势仅为20 mV vs.RHE,其质量活性在-0.07 V vs.RHE时达到6.15 A mg^-1_贵金属。与目前报道过的催化剂相比,其具有最高的质量活性,甚至超过了大多数的Pt基催化剂。耐久性测试还证明了该电催化剂具有优异的稳定性。在经过10000圈循环伏安曲线测试后,电流密度没有明显的衰减。理论计算表明,通过利用其他3d过渡金属Fe,Co和Ni,可以实现RuPd超薄纳米片电子结构的灵活调节。值得注意的是...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 电催化HER简介
        1.2.1 电催化HER原理
        1.2.2 评估电催化HER性能的常见表征
        1.2.3 电催化HER催化剂的设计策略
        1.2.4 贵金属基电催化HER的催化剂的发展近况
    1.3 电催化NRR简介
        1.3.1 电催化NRR的原理
        1.3.2 电催化NRR的测试要求及性能表征
        1.3.3 电催化NRR催化剂的设计策略
        1.3.4 电催化NRR贵金属基催化剂的发展近况
    1.4 研究内容
第二章 RuPdM(M= Ni,Co,Fe)超薄纳米片促进碱性电催化析氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验方法
    2.3 样品表征方法
    2.4 性能测试方法
        2.4.1 电化学性能测试方法
        2.4.2 DFT计算方法
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 催化剂的表征及分析
        2.5.2 电催化性能研究
        2.5.3 理论计算
    2.6 本章小结
第三章 多位点RuFeCoNiCu高熵合金纳米材料的制备及其在全p H下电催化氮气还原性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验方法
    3.3 样品表征方法
    3.4 性能测试方法
        3.4.1 电化学性能基本测试
        3.4.2 NH₃的检测
        3.4.3 N₂H₄的检测
        3.4.4 理论计算方法
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 催化剂的表征及分析
        3.5.2 电催化性能研究
    3.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3867392