磁控溅射法制备二元金属复合物催化剂及电化学析氢活性研究
发布时间：2024-03-07 04:24
随着化石能源的日益枯竭,以及化石燃料使用带来的污染日趋严重,高能量密度、清洁、易储存的氢能受到越来越多的重视。水电解反应被视为高效、便捷和环保的获得氢气的方法之一。在水电解过程中,决定电解效率的关键因素是电极材料,因此获取高活性、高稳定性的电化学析氢材料尤其重要。本文针对水电解过程中阴极析氢反应的催化剂,利用磁控溅射法制备二元金属复合材料,旨在通过与其它元素的共同作用,进一步提升两种铂族金属元素(Ir,Pd)的析氢活性。主要研究内容如下:(1)磁控溅射法制备了IrSi二元金属复合物。首先,Si的加入极大的增加了Ir91.04Si8.96-MS/Ti的电化学活性面积。通过双层电容计算所得,在0.5molL-1H2SO4中Ir91.04Si8.96-MS/Ti的电化学活性面积是Ir-MS/Ti的3.4倍。其次,随着电化学面积的增加,电化学析氢活性也有所增加。当过电势为0.2V时,Ir91.04Si8.96<...
【文章页数】：90 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 析氢反应
1.2.1 反应机理
1.2.2 Tafel斜率
1.2.3 交换电流密度
1.3 研究进展
1.3.1 Pt基催化剂
1.3.2 非Pt贵金属复合物
1.3.3 过渡金属复合物
1.3.4 磁控溅射技术在电化学中的应用
1.4 本论文研究的目的和内容
第二章 IrSi复合物的制备及其电化学析氢活性
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂
2.2.3 材料的制备
2.2.4 样品表征
2.2.5 电化学测试
2.2.6 双层区电容计算
2.2.7 Tafel斜率及交换电流密度计算过程
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 组成分析
2.3.2 XRD表征
2.3.3 形貌表征
2.3.4 循环伏安表征
2.3.5 双电层电容表征
2.3.6 析氢活性研究
2.3.7 质量归一化后的活性探究
2.3.8 电化学面积归一化后的活性探究
2.3.9 析氢反应机理分析
2.3.10 交流阻抗表征
2.3.11 析氢稳定性研究
2.3.12 析氧活性探究
2.4 本章小结:
第三章 Pd Si合金的制备及其电化学析氢活性
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 材料的制备
3.2.4 样品表征
3.2.5 电化学测试
3.2.6 电化学面积计算
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 组成分析
3.3.2 形貌表征
3.3.3 XRD表征
3.3.4 循环伏安表征
3.3.5 析氢活性研究
3.3.6 析氢反应机理分析
3.3.7 交流阻抗表征
3.3.8 析氢稳定性分析
3.4 小结
第四章 PdFe合金的制备及其电化学析氢活性
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 材料制备
4.2.4 样品表征
4.2.5 电化学测试
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 组成分析
4.3.2 形貌表征
4.3.3 XRD表征
4.3.4 XPS表征
4.4 酸性体系下电化学表征
4.4.1 循环伏安表征
4.4.2 析氢活性研究
4.4.3 析氢反应机理分析
4.4.4 交流阻抗表征
4.4.5 稳定性表征
4.5 碱性体系下电化学表征
4.5.1 循环伏安表征
4.5.2 析氢活性研究
4.5.3 析氢反应机理分析
4.5.4 交流阻抗表征
4.5.5 稳定性表征
4.6 小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间研究成果
本文编号：3921383
【文章页数】：90 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 析氢反应
1.2.1 反应机理
1.2.2 Tafel斜率
1.2.3 交换电流密度
1.3 研究进展
1.3.1 Pt基催化剂
1.3.2 非Pt贵金属复合物
1.3.3 过渡金属复合物
1.3.4 磁控溅射技术在电化学中的应用
1.4 本论文研究的目的和内容
第二章 IrSi复合物的制备及其电化学析氢活性
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂
2.2.3 材料的制备
2.2.4 样品表征
2.2.5 电化学测试
2.2.6 双层区电容计算
2.2.7 Tafel斜率及交换电流密度计算过程
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 组成分析
2.3.2 XRD表征
2.3.3 形貌表征
2.3.4 循环伏安表征
2.3.5 双电层电容表征
2.3.6 析氢活性研究
2.3.7 质量归一化后的活性探究
2.3.8 电化学面积归一化后的活性探究
2.3.9 析氢反应机理分析
2.3.10 交流阻抗表征
2.3.11 析氢稳定性研究
2.3.12 析氧活性探究
2.4 本章小结:
第三章 Pd Si合金的制备及其电化学析氢活性
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 材料的制备
3.2.4 样品表征
3.2.5 电化学测试
3.2.6 电化学面积计算
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 组成分析
3.3.2 形貌表征
3.3.3 XRD表征
3.3.4 循环伏安表征
3.3.5 析氢活性研究
3.3.6 析氢反应机理分析
3.3.7 交流阻抗表征
3.3.8 析氢稳定性分析
3.4 小结
第四章 PdFe合金的制备及其电化学析氢活性
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 材料制备
4.2.4 样品表征
4.2.5 电化学测试
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 组成分析
4.3.2 形貌表征
4.3.3 XRD表征
4.3.4 XPS表征
4.4 酸性体系下电化学表征
4.4.1 循环伏安表征
4.4.2 析氢活性研究
4.4.3 析氢反应机理分析
4.4.4 交流阻抗表征
4.4.5 稳定性表征
4.5 碱性体系下电化学表征
4.5.1 循环伏安表征
4.5.2 析氢活性研究
4.5.3 析氢反应机理分析
4.5.4 交流阻抗表征
4.5.5 稳定性表征
4.6 小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间研究成果
本文编号：3921383
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3921383.html
教材专著
