碳/硫/磷化钼电催化剂的可控制备、结构调控与电化学析氢性能研究
发布时间：2023-11-30 17:12
随着煤、石油和天然气等化石燃料消耗的日益增长,可替代化石能源的清洁能源越来越引起了人们的关注。氢气因其具有能量密度高和环境友好等特点引起了极大的研究兴趣,已成为未来新能源的强有力候选。目前,人们希望通过太阳能、风能和潮汐能等间歇性能源生产出的多余电力用于电解水制氢,因此选择高效电催化剂提高电解水产氢性能是目前电解水制氢面临的一大挑战。贵金属铂是目前常用的商业化电催化剂,但由于铂价值昂贵,限制了其商业化应用领域。过渡金属钼储量丰富、价格低廉、化学稳定性好,因而受到人们广泛关注,钼系化合物已成为目前电化学产氢催化剂领域的研究热点。研究者尝试通过构筑具有特定结构和多功能的钼系电催化剂来提高其电化学产氢性能,也尝试通过进行复合、杂化和掺杂等手段调控其导电性和电化学性能,然而目前具有可控结构、特定组成和形貌、多孔分级构型的钼系化合物电催化剂的可控合成和结构调控仍然面临许多问题。基于上述研究背景,本文开发特定的化学构筑策略,可控合成了三维多孔磷化钼/氮掺杂碳(MoP/C-N)、碳化钼/氮掺杂碳(MoxC/C-N)和钒掺杂硫化钼(V-MoS2)杂化或掺杂型...
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 氢能的制备
1.2.1 电解水制氢的发展现状
1.2.2 电解水制氢的基本原理
1.2.3 工业制氢的方法
1.3 电解水制氢催化剂
1.3.1 贵金属基催化剂
1.3.2 过渡金属基催化剂
1.3.3 非金属基催化剂
1.4 电解水制氢催化剂的性能调控策略
1.4.1 碳材料复合与包覆
1.4.2 纳米化合成与加工
1.4.3 非贵金属掺杂
1.5 本论文的选题依据及主要研究内容
参考文献
第二章 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳杂化纳米电催化剂的可控制备及其电化学析氢性能研究.
2.1 引言
2.2 实验仪器及化学试剂
2.2.1 实验仪器
2.2.2 化学试剂
2.3 磷化钼/氮掺杂碳和三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的制备
2.3.1 磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的制备
2.3.2 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的制备
2.4 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的表征
2.4.1 X-射线粉末衍射表征
2.4.2 高分辨透射电子显微镜表征
2.4.3 扫描电子显微镜表征
2.4.4 表面积和孔结构表征
2.4.5 X射线光电子能谱表征
2.5 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能测试
2.5.1 工作电极的制备
2.5.2 电化学析氢性能测试
2.6 实验结果与讨论
2.6.1 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的结构和物相分析
2.6.2 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的尺寸和形貌分析
2.6.3 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能
2.6.4 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的比表面和孔结构积分析
2.6.5 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的表面元素组成及价态分析
2.6.6 煅烧温度对三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂制备的影响
2.6.7 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的稳定性测试
2.7 本章小结
参考文献
第三章 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳杂化纳米电催化剂的离子热法制备及其电化学析氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验仪器及化学试剂
3.2.1 实验仪器
3.2.2 化学试剂
3.3 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的离子热法制备
3.3.1 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的离子热法制备
3.3.2 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳、粉体碳化钼、碳化钼/碳和碳化钼/氮掺杂碳的制备
3.4 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的表征
3.4.1 X-射线粉末衍射表征
3.4.2 扫描电子显微镜表征
3.4.3 高分辨透射电子显微镜表征
3.4.4 比表面与孔结构表征
3.4.5 X射线光电子能谱表征
3.5 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能测试
3.5.1 工作电极制备
3.5.2 电化学析氢性能测试
3.6 结果与讨论
3.6.1 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的结构和物相分析
3.6.2 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的尺寸和形貌分析
3.6.3 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的比表面和孔结构分析
3.6.4 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能
3.7 本章小结
参考文献
第四章 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的可控制备及其电化学析氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验仪器及化学试剂
4.2.1 实验仪器
4.2.2 化学试剂
4.3 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的制备
4.4 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的表征
4.4.1 X-射线粉末衍射表征
4.4.2 高分辨透射电子显微镜表征
4.4.3 扫描电子显微镜表征
4.4.4 X射线光电子能谱表征
4.5 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的电化学析氢性能测试
4.5.1 工作电极制备
4.5.2 电化学析氢性能测试
4.6 实验结果与讨论
4.6.1 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的结构和物相分析
4.6.2 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的尺寸和形貌分析
4.6.3 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的电化学析氢性能
4.6.4 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的表面元素组成及价态分析
4.6.5 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的稳定性测试
4.7 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
论文发表情况
致谢
本文编号：3868866
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 氢能的制备
1.2.1 电解水制氢的发展现状
1.2.2 电解水制氢的基本原理
1.2.3 工业制氢的方法
1.3 电解水制氢催化剂
1.3.1 贵金属基催化剂
1.3.2 过渡金属基催化剂
1.3.3 非金属基催化剂
1.4 电解水制氢催化剂的性能调控策略
1.4.1 碳材料复合与包覆
1.4.2 纳米化合成与加工
1.4.3 非贵金属掺杂
1.5 本论文的选题依据及主要研究内容
参考文献
第二章 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳杂化纳米电催化剂的可控制备及其电化学析氢性能研究.
2.1 引言
2.2 实验仪器及化学试剂
2.2.1 实验仪器
2.2.2 化学试剂
2.3 磷化钼/氮掺杂碳和三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的制备
2.3.1 磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的制备
2.3.2 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的制备
2.4 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的表征
2.4.1 X-射线粉末衍射表征
2.4.2 高分辨透射电子显微镜表征
2.4.3 扫描电子显微镜表征
2.4.4 表面积和孔结构表征
2.4.5 X射线光电子能谱表征
2.5 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能测试
2.5.1 工作电极的制备
2.5.2 电化学析氢性能测试
2.6 实验结果与讨论
2.6.1 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的结构和物相分析
2.6.2 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的尺寸和形貌分析
2.6.3 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能
2.6.4 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的比表面和孔结构积分析
2.6.5 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的表面元素组成及价态分析
2.6.6 煅烧温度对三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂制备的影响
2.6.7 三维多孔磷化钼/氮掺杂碳电催化剂的稳定性测试
2.7 本章小结
参考文献
第三章 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳杂化纳米电催化剂的离子热法制备及其电化学析氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验仪器及化学试剂
3.2.1 实验仪器
3.2.2 化学试剂
3.3 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的离子热法制备
3.3.1 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的离子热法制备
3.3.2 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳、粉体碳化钼、碳化钼/碳和碳化钼/氮掺杂碳的制备
3.4 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的表征
3.4.1 X-射线粉末衍射表征
3.4.2 扫描电子显微镜表征
3.4.3 高分辨透射电子显微镜表征
3.4.4 比表面与孔结构表征
3.4.5 X射线光电子能谱表征
3.5 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能测试
3.5.1 工作电极制备
3.5.2 电化学析氢性能测试
3.6 结果与讨论
3.6.1 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的结构和物相分析
3.6.2 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的尺寸和形貌分析
3.6.3 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的比表面和孔结构分析
3.6.4 三维多孔碳化钼/氮掺杂碳电催化剂的电化学析氢性能
3.7 本章小结
参考文献
第四章 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的可控制备及其电化学析氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验仪器及化学试剂
4.2.1 实验仪器
4.2.2 化学试剂
4.3 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的制备
4.4 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的表征
4.4.1 X-射线粉末衍射表征
4.4.2 高分辨透射电子显微镜表征
4.4.3 扫描电子显微镜表征
4.4.4 X射线光电子能谱表征
4.5 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的电化学析氢性能测试
4.5.1 工作电极制备
4.5.2 电化学析氢性能测试
4.6 实验结果与讨论
4.6.1 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的结构和物相分析
4.6.2 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的尺寸和形貌分析
4.6.3 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的电化学析氢性能
4.6.4 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的表面元素组成及价态分析
4.6.5 三维多孔钒掺杂硫化钼纳米电催化剂的稳定性测试
4.7 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
论文发表情况
致谢
本文编号：3868866
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