纳米磷化物电极制备及电解水制氢性能研究
发布时间：2021-08-07 23:45
如今,世界各国饱受能源紧缺问题的困扰,发展新型能源已经成为了一个越来越重要的议题。在众多的新型能源中,氢燃料以其独一无二的优点,如来源广泛、热值高、燃烧产物不会污染环境等,得到了人们广泛的认可。最近几年,随着氢能源在汽车领域中取得了很大突破,氢燃料电池汽车技术发展极快。氢燃料电池的稳定性和工作周期都有了大幅度的提高,而且氢燃料电池汽车在成本控制方面也有了显著的进步。因此大力发展氢能源对氢燃料电池汽车工业有着重要意义。在所有制氢的方法中,电解水制氢因为简单实用而且不易对环境造成污染越来越受到重视。电解水反应由析氢反应（HER）和析氧反应（OER）组合而成,但这两个半反应的效率较低,导致电解水的价格很高,从而严重的限制了电解水工业的发展。目前电解水制氢过程仍需依靠贵金属催化剂来提高其电解水效率,降低电解水成本。但贵金属价格较高,与节约成本的初衷违背。因此本论文针对目前电解水过程中催化剂材料使用成本过高的问题,以过渡金属磷化物为主要研究对象,对其开展了一系列研究。具体的研究结果如下所示:（1）采用水热合成和低温磷化的方式成功合成了Co0.5Fe0.5
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 电解水制氢
1.2.1 电解水制氢历史
1.2.2 电解水制氢实验原理
1.3 电解水电极催化剂材料分类
1.3.1 过渡金属碳化物
1.3.2 过渡金属硫化物
1.3.3 过渡金属磷化物
1.3.4 过渡金属氢氧化物及氧化物
1.4 电解水催化剂载体分类
1.4.1 碳纳米管(CNT)
1.4.2 炭气凝胶(CA)
1.4.3 石墨烯(Graphene)
1.4.4 碳纳米纤维(CNFs)
1.5 电解水催化剂
1.5.1 实验方法
1.5.2 结构表征方法
1.5.3 催化性能表征参数
1.5.4 催化性能测试方法
1.6 国内外研究现状
1.7 研究内容与研究意义
2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P纳米颗粒的催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验药品
2.3 实验仪器
2.4 催化剂的制备
2.5 Co_(0.5)Fe_(0.5)P纳米颗粒的结构与形貌特征
2.6 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P电催化性能测试
2.6.1 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P在碱性溶液中的析氢性能研究
2.6.2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P在碱性溶液中的析氧性能测试
2.6.3 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P在碱性溶液中的电解水性能测试
2.7 本章小结
3 双功能催化剂Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT的催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验药品
3.3 实验仪器
3.4 催化剂的制备
3.5 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT的结构与形貌特征分析
3.6 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT的电化学性能测试
3.6.1 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT在碱性溶液中的析氢性能测试
3.6.2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT在碱性溶液中的析氧性能测试
3.6.3 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT在碱性溶液中的电解水性能测试
3.7 本章小结
4 双功能催化剂Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT的催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验药品
4.3 实验仪器
4.4 催化剂的制备
4.5 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT的结构与形貌特征
4.6 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的性能测试
4.6.1 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的析氢性能测试
4.6.2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的析氧性能测试
4.6.3 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的电解水性能测试
4.7 本章小结
5 总结
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电沉积制备PdxCoy/rGO纳米复合催化剂及其对甲酸电催化性能研究[J]. 张晓伟,路金林,李继东,王一雍,亢淑梅,韩露. 稀有金属材料与工程. 2018(12)
[2]铝掺杂二氧化锰纳米线的制备及其电化学性能[J]. 潘双,王冰,马泽军,刘亮,齐锦刚. 压电与声光. 2019(01)
[3]镁铟合金在氯化钠溶液中的腐蚀行为[J]. 刘笑达,毛玉坤,侯利锋,阴明,喻旭,李栩,卫英慧. 太原理工大学学报. 2019(01)
[4]硫化钴多孔疏松纳米针束阵列超级电容器电极材料在泡沫镍基底上的原位合成及电化学性能研究（英文）[J]. 孙朋,梁继才,陈广义,李煜辉,周开塬,刘加昂,张文卓,牛福,张万喜. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[5]锂电池负极材料氧化锡多孔疏松纳米球的制备、表征及电化学性能研究[J]. 李哲,魏志勇,王恒,高枫,周开塬,陈广义,梁继才,张万喜. 功能材料. 2013(13)
[6]碳气凝胶载铂催化剂对甲醇的电催化氧化性能[J]. 郭志军,朱红,张新卫,王芳辉,郭玉宝. 材料研究学报. 2010(04)
[7]碳纳米管及其应用[J]. 朱长纯,袁寿财,李玉魁. 微纳电子技术. 2002(08)
[8]常压干燥法制备炭气凝胶[J]. 郭艳芝,沈军,王珏. 新型炭材料. 2001(03)
博士论文
[1]过渡金属磷化物及其复合物的制备与电催化性能研究[D]. 郑海燕.北京科技大学 2019
硕士论文
[1]纳米阵列电极的制备与电解水催化性能研究[D]. 侯婉.大连理工大学 2018
[2]钴基硼（磷、氮）化物的制备及催化性能研究[D]. 尹婷雯.东北林业大学 2018
[3]基于铅炭电池活性炭的改性及其电化学性能研究[D]. 江中仪.南京航空航天大学 2018
[4]钴基纳米片阵列电化学催化剂的制备及其催化电解水性能的研究[D]. 张琳.中国科学技术大学 2017
[5]钴基磷化物纳米阵列设计及其电催化分解水性能研究[D]. 章立寒.天津理工大学 2017
[6]铁掺杂硫化钼与硫化铁—硫化钼复合物的制备及其电解水制氢催化性能研究[D]. 宋宝峰.吉林大学 2016
[7]超级电容器镍基电极材料的合成与性能研究[D]. 周开塬.大连理工大学 2014
[8]用于电解水制氢催化剂的制备及其性能研究[D]. 李雪妮.北京化工大学 2013
[9]电解水析氢电极的制备工艺及性能研究[D]. 陈良木.湖南大学 2010
本文编号：3328764
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 电解水制氢
1.2.1 电解水制氢历史
1.2.2 电解水制氢实验原理
1.3 电解水电极催化剂材料分类
1.3.1 过渡金属碳化物
1.3.2 过渡金属硫化物
1.3.3 过渡金属磷化物
1.3.4 过渡金属氢氧化物及氧化物
1.4 电解水催化剂载体分类
1.4.1 碳纳米管(CNT)
1.4.2 炭气凝胶(CA)
1.4.3 石墨烯(Graphene)
1.4.4 碳纳米纤维(CNFs)
1.5 电解水催化剂
1.5.1 实验方法
1.5.2 结构表征方法
1.5.3 催化性能表征参数
1.5.4 催化性能测试方法
1.6 国内外研究现状
1.7 研究内容与研究意义
2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P纳米颗粒的催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验药品
2.3 实验仪器
2.4 催化剂的制备
2.5 Co_(0.5)Fe_(0.5)P纳米颗粒的结构与形貌特征
2.6 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P电催化性能测试
2.6.1 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P在碱性溶液中的析氢性能研究
2.6.2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P在碱性溶液中的析氧性能测试
2.6.3 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P在碱性溶液中的电解水性能测试
2.7 本章小结
3 双功能催化剂Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT的催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验药品
3.3 实验仪器
3.4 催化剂的制备
3.5 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT的结构与形貌特征分析
3.6 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT的电化学性能测试
3.6.1 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT在碱性溶液中的析氢性能测试
3.6.2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT在碱性溶液中的析氧性能测试
3.6.3 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-P/CNT在碱性溶液中的电解水性能测试
3.7 本章小结
4 双功能催化剂Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT的催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验药品
4.3 实验仪器
4.4 催化剂的制备
4.5 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT的结构与形貌特征
4.6 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的性能测试
4.6.1 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的析氢性能测试
4.6.2 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的析氧性能测试
4.6.3 Co_(0.5)Fe_(0.5)P-C/CNT在碱性溶液中的电解水性能测试
4.7 本章小结
5 总结
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电沉积制备PdxCoy/rGO纳米复合催化剂及其对甲酸电催化性能研究[J]. 张晓伟,路金林,李继东,王一雍,亢淑梅,韩露. 稀有金属材料与工程. 2018(12)
[2]铝掺杂二氧化锰纳米线的制备及其电化学性能[J]. 潘双,王冰,马泽军,刘亮,齐锦刚. 压电与声光. 2019(01)
[3]镁铟合金在氯化钠溶液中的腐蚀行为[J]. 刘笑达,毛玉坤,侯利锋,阴明,喻旭,李栩,卫英慧. 太原理工大学学报. 2019(01)
[4]硫化钴多孔疏松纳米针束阵列超级电容器电极材料在泡沫镍基底上的原位合成及电化学性能研究（英文）[J]. 孙朋,梁继才,陈广义,李煜辉,周开塬,刘加昂,张文卓,牛福,张万喜. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[5]锂电池负极材料氧化锡多孔疏松纳米球的制备、表征及电化学性能研究[J]. 李哲,魏志勇,王恒,高枫,周开塬,陈广义,梁继才,张万喜. 功能材料. 2013(13)
[6]碳气凝胶载铂催化剂对甲醇的电催化氧化性能[J]. 郭志军,朱红,张新卫,王芳辉,郭玉宝. 材料研究学报. 2010(04)
[7]碳纳米管及其应用[J]. 朱长纯,袁寿财,李玉魁. 微纳电子技术. 2002(08)
[8]常压干燥法制备炭气凝胶[J]. 郭艳芝,沈军,王珏. 新型炭材料. 2001(03)
博士论文
[1]过渡金属磷化物及其复合物的制备与电催化性能研究[D]. 郑海燕.北京科技大学 2019
硕士论文
[1]纳米阵列电极的制备与电解水催化性能研究[D]. 侯婉.大连理工大学 2018
[2]钴基硼（磷、氮）化物的制备及催化性能研究[D]. 尹婷雯.东北林业大学 2018
[3]基于铅炭电池活性炭的改性及其电化学性能研究[D]. 江中仪.南京航空航天大学 2018
[4]钴基纳米片阵列电化学催化剂的制备及其催化电解水性能的研究[D]. 张琳.中国科学技术大学 2017
[5]钴基磷化物纳米阵列设计及其电催化分解水性能研究[D]. 章立寒.天津理工大学 2017
[6]铁掺杂硫化钼与硫化铁—硫化钼复合物的制备及其电解水制氢催化性能研究[D]. 宋宝峰.吉林大学 2016
[7]超级电容器镍基电极材料的合成与性能研究[D]. 周开塬.大连理工大学 2014
[8]用于电解水制氢催化剂的制备及其性能研究[D]. 李雪妮.北京化工大学 2013
[9]电解水析氢电极的制备工艺及性能研究[D]. 陈良木.湖南大学 2010
本文编号：3328764
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3328764.html
