镍纳米晶体的可控合成及OER性能研究

发布时间：2025-04-01 00:32

　　非贵金属纳米材料由于具有优异的催化性、磁性、光电性等,已广泛运用于工业催化、生物分离、传感等研究领域。由于纳米粒子尺寸小,具有完全不同于块体材料的催化性质,所以调控纳米材料尺寸是优化其催化性质的手段之一。此外,非贵金属纳米材料的催化性质还与其晶体形貌相关。不同形貌纳米晶体表面的原子配位数、原子堆积密度及原子排列方式不同,这使得表面对反应物的吸附和活化产物的脱附不同。因此,形貌调节也是优化非贵金属纳米材料催化性质的有效途径。然而,形貌调节属于精细调控,受到诸多因素的影响,与尺寸调节相比具有更大的挑战性。且在确定非贵金属纳米材料可控合成的影响因素、生长机制及其结构与性能的关系等方面,仍需进一步探索。近年来,研究学者对贵金属纳米材料（如Pd、Pt、Ag、Au等）可控合成的研究较广泛,已制备出各种形貌的贵金属纳米晶体。然而非贵金属纳米材料（如Fe、Co、Ni、Cu）的可控合成却鲜有报道,这是由于非贵金属还原电位较负,所需的还原条件较苛刻。此外,非贵金属较活泼,容易被氧化,因此在其被还原成单质的过程中可能同时存在着单质的氧化,这使得成核与生长无法有效分离,从而无法得到尺寸与形貌均匀的纳米粒子。Ni...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪言
    1.1 引言
    1.2 非贵金属纳米材料可控合成的研究现状
        1.2.1 非贵金属纳米材料的应用及已有的纳米晶体形貌
        1.2.2 非贵金属纳米材料的合成方法
        1.2.3 非贵金属纳米材料的生长机制
        1.2.4 影响非贵金属纳米材料可控合成的因素
    1.3 特定晶面对金属纳米材料催化性能的影响
        1.3.1 低指数晶面对金属纳米材料催化性能的影响
        1.3.2 高指数晶面对金属纳米材料催化性能的影响
    1.4 OER电极材料的研究现状
    1.5 本论文的主要研究内容与创新点
        1.5.1 论文的主要研究内容
        1.5.2 论文的创新点
2 Ni多面体纳米晶体的可控合成
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器设备
        2.2.2 样品制备
        2.2.3 样品表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Ni立方体纳米晶体的结构表征
        2.3.2 Ni立方八面体纳米晶体的结构表征
        2.3.3 Ni八面体纳米晶体的结构表征
        2.3.4 还原剂种类对Ni纳米晶体形貌的影响
        2.3.5 晶面调节剂浓度与种类对Ni纳米晶体形貌的影响
    2.4 本章小结
3 Ni多面体纳米晶体催化剂的OER性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器设备
        3.2.2 Ni纳米晶体电极片的制备
        3.2.3 样品表征方法
        3.2.4 OER催化性能测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Ni立方体纳米晶体的OER性能测试结果与讨论
        3.3.2 Ni立方八面体纳米晶体的OER性能测试结果与讨论
        3.3.3 Ni八面体与球状纳米晶体的OER性能测试结果与讨论
        3.3.4 Ni多面体纳米晶体的OER性能比较
    3.4 本章小结
4 Ni多面体纳米晶体之间的形貌转换机理探究
    4.1 引言
        4.1.1 动力学调控手段
        4.1.2 热力学调控手段
    4.2 Ni多面体纳米晶体之间的转换机理探究
        4.2.1 影响Ni纳米晶体形貌的主要因素探究
        4.2.2 Ni纳米晶体形貌转换的机理
    4.3 本章小结
5 结果与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 后续工作及展望
参考文献
附录
    A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B 学位论文数据集
致谢



本文编号：4038662