钼酸盐电子结构调控及其电催化析氢性能研究

发布时间：2024-01-25 17:15

　　作为能量的载体,氢能被认为是比化石燃料更为清洁的替代品。电解水由于具有操作条件常温常压、无有害物质排放及原料易得等优点,一直是最具吸引力的制氢技术之一。目前最佳的析氢催化剂依然是贵金属Pt,但由于其昂贵且稀缺的性质,限制了其在电解水中大规模应用。在众多催化剂中,过渡金属基催化剂因其价格低廉、具有多变的价态以及独特的d带电子结构而引起了研究者极大的研究兴趣。近年来的研究表明,过渡金属基碳化物、氮化物、硫化物、磷化物等催化剂在电催化析氢(HER)中具有优异的催化性能。钼酸盐类催化剂虽然电催化性能尚差强人意,但可以用作良好的前驱体材料,尤其是与其他过渡金属离子(例如Ni²⁺和Co²⁺等)组合时,具有极好的催化潜力。大量研究证明,通过掺杂、改变材料组成、形成缺陷等电子结构调控策略,能够优化母体材料的电子结构,使得惰性催化剂的本征活性得到明显提升。因此,本论文旨在通过电子结构调控策略提升钼酸盐的本征活性,并主要研究掺杂及电化学调控对钼酸盐电子结构及其催化HER性能的影响,具体内容如下:(1)通过简单水热在Ti片上制备了垂直生长的Co Mo O_...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 绪论
    1.引言
    2.电催化HER
        2.1 反应机理
        2.2 析氢催化剂
    3.钼酸盐电催化HER研究现状
        3.1 钼酸盐基本结构及性质
        3.2 钼酸盐在电催化HER中的应用
        3.3 催化剂性能提升策略
    4.电子结构调控
        4.1 掺杂
        4.2 电化学调控
        4.3 电子结构调控在提升钼酸盐催化性能中的应用
    5.选题依据及意义
第二章 P掺杂CoMoO₄电催化析氢性能研究
    1.引言
    2.实验部分
        2.1 仪器与试剂
        2.2 材料合成
            2.2.1 Co-Mo-O/Ti的制备
            2.2.2 P掺杂β-CoMoO₄/Ti的制备
            2.2.3 Pt/C电极制备
        2.3 材料表征
        2.4 电化学测试
        2.5 密度泛函理论计算
    3.结果与讨论
        3.1 材料的晶体结构与组成分析
        3.2 材料的微观结构与形貌表征分析
        3.3 材料元素电子状态分析
        3.4 电催化析氢性能测试分析
        3.5 DFT理论计算分析
    4.本章小结
第三章 锂离子电化学调控的NiMoO₄电催化析氢性能研究
    1.引言
    2.实验部分
        2.1 仪器与试剂
        2.2 材料合成
            2.2.1 NiMoO₄/Nifoam的制备
            2.2.2 NiMo/Nifoam的制备
            2.2.3 C-NiMo/Nifoam的制备
            2.2.4 Pt/C电极制备
        2.3 材料表征
        2.4 电化学测试
    3.结果与讨论
        3.1 材料的微观结构与形貌表征分析
        3.2 材料成分与晶体结构分析
        3.3 材料元素电子状态分析
        3.4 电催化析氢性能测试分析
    4.本章小结
第四章 钠离子电化学调控的NiMoO₄电催化析氢性能研究
    1.引言
    2.实验部分
        2.1 仪器与试剂
        2.2 材料合成
            2.2.1 NiMoO₄/NF制备
            2.2.2 MoNi/NF的制备
            2.2.3 Pt/C电极的制备
        2.3 材料表征
        2.4 电化学测试
    3.结果与讨论
        3.1 材料的微观结构与形貌表征分析
        3.2 材料成分与晶体结构分析
        3.3 材料元素电子状态分析
        3.4 电催化析氢性能测试分析
    4.本章小结
第五章 结论与展望
    1.结论
    2.展望
参考文献
致谢
附录:硕士期间发表论文



本文编号：3885227