镍钴基纳米复合材料的制备及其电解水性能的研究

发布时间：2024-02-28 05:11

　　随着环境问题的不断恶化,人们对清洁能源的要求越来越高。氢能因其高热值、无污染而备受关注。随着风能、地热能、潮汐能等清洁能源的大力发展,电解水制氢技术再次受到了人们的广泛关注,风能等清洁能源具有地域性和间歇性等缺陷,因此,可以使用这些过剩的可再生能源通过电解水制氢技术将其转化为氢能,从而可以有效的克服其缺陷,所以研究电解水的过程具有非常重要的实际意义。基于上述问题,科研工作者们做了大量的研究工作,近几年主要集中在贵金属、过渡金属硫化物、磷化物、硒化物、氢氧化物等方面。其中过渡金属硫化物因其具有良好的导电性、较低的成本和良好的电催化活性而备受关注,氢氧化物因其具有丰富的活性位点以及层间距可调等优点引起了众多研究者的关注,但是很少有研究者会关注集流体、核壳结构以及亲水性等对材料性能的影响。本论文以简单、高效的电沉积法、水热法、溶剂热法等方法制备不同结构的氢氧化物、硫化物并且制备了新型的集流体,对材料亲水性进行调控以及制备了核壳结构,得到了三种性能优异的电解水催化剂:首先将Co(OH)₂纳米片电沉积到Ni包覆的金属化棉织物上,制备了具有HER和OER性能的金属、金属氢氧化...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电解水催化剂研究现状
        1.2.1 电解水的机理
        1.2.2 电解水常用试验装置
            1.2.2.1 参比电极选用
            1.2.2.2 对电极的选用
            1.2.2.3 工作电极制备
            1.2.2.4 电解水测试电解池
    1.3 自支撑过渡金属电解水催化剂
        1.3.1 自支撑电解水催化剂制备方法
        1.3.2 过渡金属氧化物
        1.3.3 过渡金属氢氧化物
        1.3.4 过渡金属硫化物
        1.3.5 过渡金属硒化物
        1.3.6 过渡金属磷化物
        1.3.7 过渡金属氮化物、碳化物
    1.4 优化电解水催化剂性能的方法
        1.4.1 表面改性
        1.4.2 应变调节
        1.4.3 相变
        1.4.4 异质结构
    1.5 本论文研究背景、内容及意义
第2章 金属化棉织物为集流体的高效稳定Co(OH)₂@Ni电解水催化剂性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器设备与实验药品
        2.2.2 Co(OH)₂@Ni电解水催化剂的制备
        2.2.3 材料的物理表征
        2.2.4 催化剂的电解水性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 物理表征
        2.3.2 电化学性能测试
    2.4 本章小结
第3章 多维调控高性能Ni₃S₂@Co(OH)₂催化剂用于风能电解水的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器设备与实验药品
        3.2.2 Ni₃S₂@Co(OH)₂催化剂的制备
        3.2.3 材料的物理表征
        3.2.4 催化剂的电解水性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物理表征
        3.3.2 电化学测试
    3.4 本章小结
第4章 亲水性调控制备高法拉第效率的碳量子点修饰的NiMoO₄电解水催化剂
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 仪器设备与实验药品
        4.2.2 Fe-CQDs/NiMoO₄催化剂的制备
        4.2.3 材料的物理表征
        4.2.4 催化剂的电解水性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 物理表征
        4.3.2 电化学测试
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间科研成果与参研项目



本文编号：3913518