钴基电催化剂的结构设计和性能优化

发布时间：2024-04-25 00:05

　　化石燃料的大规模应用导致温室气体CO₂过量排放以及能源枯竭。电催化分解水以及还原CO₂两个反应是实现能源可持续利用的关键环节,其转化效率依赖于电催化剂的结构和性质。开发高效、经济、稳定的非贵金属催化剂是电催化的关键。其中,钴金属、氧化物等是潜在的高效电催化剂。本文针对Co_xNi_1-x合金、Co₃Mo合金,CoMoO₄复合氧化物的结构特点以及存在的问题,通过调控金属组分,控制材料颗粒尺寸等方式,优化催化反应动力学,提高催化反应效率。主要工作内容如下:论文主要工作和结果如下:一、构建Co_xNi_1-x合金/碳纳米纤维,调控催化剂电子结构及表面吸附能,优化电催化CO₂还原活性。以Co-Ni/PAN纳米纤维为前驱体,在惰性氛围高温热解制备合成Co_xNi_1-x/N-C NFs。该纳米纤维由Co_xNi_1-x纳米颗粒组成...

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【部分图文】：

图1.1基于电催化的未来持续能源发展的示意图[25]

暨南大学硕士学位论文2大量的方法，包括化学转化还原[17;18;19]，光催化还原[18;20;21;22;23]，电催化还原[14;15;18]以及生物质转化[24]等等。图1.1基于电催化的未来持续能源发展的示意图[25]Figure1.1Schematicillustrat....

图1.2(a)用电化学方法将二氧化碳还原为燃料和工业化学物质[28](b)二氧化碳

暨南大学硕士学位论文3的价格从1300美元每吨（一氧化碳，甲酸）到400美元每吨（甲醇）不等（图1.2b）。众所周知，CO2RR要求具有高活性的均相或多相催化剂。目前，CO2RR已经研究了不同的转换机制，包括固体催化剂上的电化学还原[26]，均相分子（金属络合物和有机物）催化[2....

图1.3中性溶液条件下电化学CO2还原成5种C1产物形成路径和机理[35]

暨南大学硕士学位论文4图1.3中性溶液条件下电化学CO2还原成5种C1产物形成路径和机理[35]Figure1.3ReactionmechanismofelectrochemicalCO2reductiononelectrodesinaqueoussolutionsandthef....

图1.4中性溶液中不同金属电极电化学还原CO2的机理[40]

暨南大学硕士学位论文5CO2+6H++6e-→CH3OH+H2OE0=-0.38V(1-6)2H++2e-→H2E0=-0.42V(1-7)CO2+e-→CO2-E0=-1.9V(1-8)过渡金属是催化CO2还原的重要活性组分[36]。不同的金属催化剂会导致CO2还原产物选择性不....

本文编号：3963706