钴基复合电极的制备及其析氢性能研究
发布时间：2021-04-30 10:11
近年来化石能源枯竭和环境污染等问题越来越严重,开发可持续清洁能源刻不容缓。氢气具有高燃值,清洁无污染,来源丰富等优点,做为最具潜力的可持续清洁能源一直备受关注。电化学分解水是一种制备高纯氢气简单可行的方法,但是在阴极上的析氢反应受到动力学限制,因此需要研发高效催化剂电极以加速析氢反应。以贵金属铂（Pt）为代表的催化剂被认为是最高效的析氢催化剂,但由于储量少,价格贵等缺点限制了其在电解水领域的广泛应用,因而研发具有高效析氢性能的非贵金属析氢催化剂十分迫切。过渡金属钴以其储量高,价格低廉且活性高等优点有望成为贵金属催化剂的替代品。本论文主要以非贵金属催化剂为研究对象,开展了钴基复合结构电极的构建及析氢性能研究。本论文主要工作如下:（1）本章以阳极氧化非晶TiO2纳米管为模板,通过水热反应,氨气热处理和磷化处理,制备得到CoxP纳米颗粒镶嵌在N掺杂TiO2纳米管复合结构,这种独特的纳米结构既保持了高强度的结构稳定性,又利用N掺杂TiO2纳米管壁为析氢反应提供了快速电子传输通道,降低了电子转移阻抗,而管道则...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：73 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 析氢反应机理
1.2.1 酸性溶液
1.2.2 碱性溶液
1.3 析氢催化剂的选择
1.4 评价催化剂的一般参数
1.4.1 过电位
1.4.2 塔菲尔斜率
1.4.3 交换电流密度
1.4.4 转化频率
1.4.5 稳定性
1.5 纳米复合材料电催化剂
1.5.1 金属基复合材料
1.5.2 磷化物复合材料
1.5.3 氮化物复合材料
1.6 本论文的选题依据和研究内容
第二章 CoxP/N-TiO_2 纳米管阵列电极的制备及其电催化析氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及仪器
2.2.2 材料的合成与制备
2.2.3 材料的形貌结构及物相表征方法
2.2.4 电极的制备和电化学测试方法
2.3 实验结果与分析
2.3.1 材料的形貌结构与物相分析
2.3.2 材料的电催化析氢性能研究
2.4 本章小结
第三章 Co/ZnO纳米片电极的制备及电催化析氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及仪器
3.2.2 样品的制备
3.2.3 材料的形貌结构及物相表征方法
3.2.4 电极的制备和电化学测试方法
3.3 实验结果与分析
3.3.1 材料的形貌结构与物相分析
3.3.2 材料的电催化析氢性能研究
3.4 本章小结
第四章 Co_xN/ZnO纳米片电极的制备及电催化析氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及仪器
4.2.2 材料的合成与制备
4.2.3 材料的形貌结构及物相表征方法
4.2.4 电极的制备和电化学测试方法
4.3 实验结果与分析
4.3.1 材料的形貌结构与物相分析
4.3.2 材料的电催化析氢性能研究
4.4 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
附录1 作者攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]在氢气氧化反应中具有高催化活性的Pt修饰的Ni/C纳米催化剂（英文）[J]. 高孝麟,王昱飞,谢和平,刘涛,储伟. 催化学报. 2017(02)
[2]略论氢气的民用开发[J]. 武志文. 低碳世界. 2014(01)
[3]硫酸溶液中电化学改性石墨电极对Fe3+/Fe2+的电催化性能与准电容特性[J]. 孙亚萍,范新庄,芦永红,徐海波. 物理化学学报. 2012(03)
[4]制备方法对Pt/CA催化剂电化学性能的影响[J]. 魏松丽,吴丁财,符若文. 中山大学学报(自然科学版). 2010(05)
博士论文
[1]基于钴纳米晶的高性能电化学催化剂的制备及电解水性能的研究[D]. 刘炳瑞.中国科学技术大学 2017
[2]过渡金属基复合材料的制备及其催化氨分解制氢性质研究[D]. 谷莹秋.山东大学 2016
硕士论文
[1]多孔金属镍的相转化法制备及其电催化水分解性能的研究[D]. 丁瑞艮.中国科学技术大学 2017
[2]Ni-Mn和Ni-Mn-Sn电极的制备及其析氢性能的研究[D]. 侯宁.兰州大学 2017
[3]磷化钴复合材料析氢性能的研究[D]. 马巧玲.西北师范大学 2016
本文编号：3169331
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：73 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 析氢反应机理
1.2.1 酸性溶液
1.2.2 碱性溶液
1.3 析氢催化剂的选择
1.4 评价催化剂的一般参数
1.4.1 过电位
1.4.2 塔菲尔斜率
1.4.3 交换电流密度
1.4.4 转化频率
1.4.5 稳定性
1.5 纳米复合材料电催化剂
1.5.1 金属基复合材料
1.5.2 磷化物复合材料
1.5.3 氮化物复合材料
1.6 本论文的选题依据和研究内容
第二章 CoxP/N-TiO_2 纳米管阵列电极的制备及其电催化析氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及仪器
2.2.2 材料的合成与制备
2.2.3 材料的形貌结构及物相表征方法
2.2.4 电极的制备和电化学测试方法
2.3 实验结果与分析
2.3.1 材料的形貌结构与物相分析
2.3.2 材料的电催化析氢性能研究
2.4 本章小结
第三章 Co/ZnO纳米片电极的制备及电催化析氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及仪器
3.2.2 样品的制备
3.2.3 材料的形貌结构及物相表征方法
3.2.4 电极的制备和电化学测试方法
3.3 实验结果与分析
3.3.1 材料的形貌结构与物相分析
3.3.2 材料的电催化析氢性能研究
3.4 本章小结
第四章 Co_xN/ZnO纳米片电极的制备及电催化析氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及仪器
4.2.2 材料的合成与制备
4.2.3 材料的形貌结构及物相表征方法
4.2.4 电极的制备和电化学测试方法
4.3 实验结果与分析
4.3.1 材料的形貌结构与物相分析
4.3.2 材料的电催化析氢性能研究
4.4 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
附录1 作者攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]在氢气氧化反应中具有高催化活性的Pt修饰的Ni/C纳米催化剂（英文）[J]. 高孝麟,王昱飞,谢和平,刘涛,储伟. 催化学报. 2017(02)
[2]略论氢气的民用开发[J]. 武志文. 低碳世界. 2014(01)
[3]硫酸溶液中电化学改性石墨电极对Fe3+/Fe2+的电催化性能与准电容特性[J]. 孙亚萍,范新庄,芦永红,徐海波. 物理化学学报. 2012(03)
[4]制备方法对Pt/CA催化剂电化学性能的影响[J]. 魏松丽,吴丁财,符若文. 中山大学学报(自然科学版). 2010(05)
博士论文
[1]基于钴纳米晶的高性能电化学催化剂的制备及电解水性能的研究[D]. 刘炳瑞.中国科学技术大学 2017
[2]过渡金属基复合材料的制备及其催化氨分解制氢性质研究[D]. 谷莹秋.山东大学 2016
硕士论文
[1]多孔金属镍的相转化法制备及其电催化水分解性能的研究[D]. 丁瑞艮.中国科学技术大学 2017
[2]Ni-Mn和Ni-Mn-Sn电极的制备及其析氢性能的研究[D]. 侯宁.兰州大学 2017
[3]磷化钴复合材料析氢性能的研究[D]. 马巧玲.西北师范大学 2016
本文编号：3169331
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3169331.html
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