碳包覆镍钼基多级结构材料的电解水性能及其稳定性研究

发布时间：2024-02-27 02:19

　　能源和环境是当今世界的两大主要议题,寻找和发展清洁能源一直是科研工作者们不懈的追求。氢能是一种清洁、高效的新能源,被视为未来社会的终极能源。在多种制氢方法中,可再生能源电解水制氢是环保、高效并最有望得到大规模应用的方法,而目前常用的阴极铂类催化剂和阳极钌和铱类催化剂由于成本高,稳定性差,极大地限制了电解水工艺的发展。因此,开发一种活性和稳定性高,价格低廉的非贵金属电解水催化剂是当前新能源领域的研究热点。鉴于镍钼基析氢催化剂在非贵金属基催化剂中出众的本征活性,以及非金属掺杂对催化剂稳定性和抗腐蚀性的提升作用,本文主要采用水热法和高温热解法,在基底上制备了三维自支撑的碳包覆NiMo基多级结构材料Ni@NCNT/NiMoN/NF,本材料具有以下三大优势:1)该材料的多级结构增大了比表面积,提高了空间利用率和电子传输效率;2)碳层的包覆保护了活性位点并调整了表面电子分布;3)Ni纳米粒子和NiMoN双活性位点提升了催化活性。在最后通过电沉积法在材料表面负载过渡金属层状双氢氧化物(LDH)纳米片并研究了其作为电解水催化剂的性能,具体工作如下:首先,对碳包覆NiMo基多级结构材料的制备条件进行了探...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２电解水装置图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｄｅｖｉｃｅ?ｆｏｒ?ｗａｔｅｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ?Ｊ１３］??

?北京化丁．大学硕士学位论文???１．２电解水制氢的原理??电解水制氢的主要装置如图１－２所示，在电解液中放入电极，电解液一般为酸性??或者碱性，也有一些导电的中性电解液。通入直流电，当电压超过开路电压（ＯＣＰＴ）??时，阳极上发生氧气析出反应（ＯＥＲ），阴极上发生氢气析出反应（....

图１－３?Ｐｔ＠ＮＨＰＣＰ的合成流程示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｐｔ＠ＮＨＰＣＰ．??

昂贵，产量稀少，极大制约了它们的推广使用。近年来，为了在保持甚至提高催化性??能及稳定性的基础上，减少贵金属的用量，科学家们做了许多相关工作，主要途径是??将通过纳米技术、载体优化、形貌调节等方式提高贵金属分散性，增大活性面积，或??是通过插层、吸附、合金化或者核壳结构等手段，形....

图１－４?Ｐｔ－Ｃｏ（ＯＨ）２／ＣＣ的的合成流程示意图??

?第一章绪论???Ｐｔ表面活性氢原子的吸脱附，展现出优异的催化活性。碱性条件下电流密度达到１０??和１００?ｍＡ?ｃｍ－２所需的过电位分别为３２和１２２?ｍＶ。在碱性和中性条件下，催化效率??分别是商业Ｐｔ／Ｃ的４．８和２．６倍。这一催化剂展现了?Ｃｏ（ＯＨ）２纳米片与高度分散的....

图１－７多级结构Ｍ０２Ｃ／Ｃ纳米片混合物的合成示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?Ｍ０２Ｃ／Ｃ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?ｈｙｂｒｉｄｓ．??

学位论文???大量片状Ｍ〇２Ｃ纳米颗粒修饰，获得的片状Ｍ〇２Ｃ纳米颗粒有望比其他纳米结构暴露??出更多的活性位点，而碳纳米片载体也可以保持优越的导电性，在１ＭＫ０Ｈ和０．５Ｍ??Ｈ２Ｓ〇４中电流密度达到１０?ｍＡ?ｃｍ－２所需的过电位分别为１２５?ｍＶ和１８０?ｍＶ。??，?▲?....

本文编号：3912226