RuO 2 /Co(OH) 2 双功能电催化剂的制备及其分解水性能研究

发布时间：2024-05-19 04:10

　　能源危机驱动了洁净可再生能源的研究,氢能的能量密度高、清洁无污染,被认为是最具潜力的能源载体,在众多制氢技术中,电解水技术受到广泛关注。然而,如今商用的高效催化剂大多仍然是贵金属及其氧化物,但其储量少、价格高,单纯依靠贵金属进行电解水制氢的产业化发展是难以持续的。过渡金属及其化合物形貌可控、电子结构易于调节,在电催化中表现出较大的潜力,其中金属钴储量丰富,可设计性高,且其氢氧化物(Co(OH)2)呈层状结构,可暴露较多的活性位点,是最有希望替代贵金属进行全水解产氢的催化剂之一。但在目前的报道中,具高效催化性能的Co(OH)2的制备通常借助高温或制备流程复杂,因此设计一种方法简单、在常温下制备的高催化性能Co(OH)2材料非常必要。另外,由于酸性电解质会腐蚀电解池设备,因此研究出成本低廉、可再生、适用于碱性电解质的高效催化剂也非常有意义。Co(OH)2材料在碱性电解质中通常表现出较差的析氢性能,而贵金属在碱性电解质中仍然具有较高的催化活性,目前通过对材料进行贵金属复合提高催化性能的策略尽管有一些积极的实验结果,但是还没有得到更广泛的研究。用简单方法制备具有高效OER性能的Co(OH)2材...

【文章页数】：61 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 电解水概述
        1.2.1 电解水的发展历史
        1.2.2 电解水的研究现状
        1.2.3 碱性介质下电解水析氧和析氢机理分析
        1.2.4 电催化剂性能评价的重要参数
    1.3 电解水催化剂的分类及研究进展
        1.3.1 贵金属催化剂
        1.3.2 非贵金属催化剂
    1.4 催化剂的性能优化策略
        1.4.1 纳米材料的形貌调控
        1.4.2 纳米材料的成分调控
    1.5 本文选题依据和研究内容
第二章 Co(OH)2超薄纳米片团簇的制备及电水解性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 样品制备
        2.2.3 表征仪器及测试方法
    2.3 结果讨论
        2.3.1 Co(OH)₂-1纳米材料的表征分析
        2.3.2 溶剂种类对Co(OH)₂的形貌影响及机理分析
        2.3.3 C₂H₆O溶剂下反应时间对Co(OH)₂的形貌影响
        2.3.4 C₂H₆O溶剂下NaBH₄浓度对Co(OH)₂的形貌影响
        2.3.5 不同溶剂条件合成的Co(OH)₂的OER和HER的性能研究
    2.4 本章小结
第三章 RuO₂/Co(OH)₂纳米复合材料的制备及电水解性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与仪器
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 表征仪器及测试方法
    3.3 结果讨论
        3.3.1 RuCl₃·xH₂O的用量对复合样品的形貌影响和XRD分析
        3.3.2 CoRu-10纳米材料的成分及结构分析
        3.3.3 RuO₂/Co(OH)₂样品的OER和HER的性能研究
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3977582