镍—钴双元复合电催化剂的制备及其催化性能研究

发布时间：2022-01-07 09:22

　　氢气是一种清洁零污染、高能量密度、可持续的二次能源,在未来的能源供应系统中将扮演着重要的角色。在众多产氢方式中,电催化裂解水是一种最具有潜力的方式之一。在工业生产中,水的裂解过程主要利用高催化活性的贵金属Pt、Ru等电催化剂,然而这类电催化剂成本高,难以大规模应用。过渡金属（Co、Fe、Ni等）基催化剂具有催化性能稳定,来源广,价格低等特点,发展潜力大。然而单一过渡金属催化剂表面电催化反应过电势较高,导致槽电压大,产氢气效率低。为了解决上述问题,开发具有价格低廉,高催化效率和低裂解电压的过渡金属基催化剂是当前研究的热点。本论文针对单一过渡金属化合物析氢、析氧过电位高,活性位点少,催化性能不稳定等不足,以镍钴双元过渡金属氧化物为前驱体,通过简单的水热反应和不同气氛的热处理,在泡沫镍上获得了NiCoP/CoP纳米棒阵列、CoNiO₂@NiCo合金纳米链阵列和NiCoP/CoP@NiCo纳米链阵列结构,系统研究了表面化学态和结构的改变对全水电催化性能的影响。论文的主要内容如下:1.采用水热法,以氯化镍和氯化钴为金属源,在泡沫镍基体上合成了由纳米颗粒堆积而成的一维NiCo... 

【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1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氢能及氢气的制备
        1.2.1 氢能
        1.2.2 氢气的制备
    1.3 电解水制氢的基本原理
        1.3.1 析氢反应的基本原理
        1.3.2 析氧反应的基本原理
    1.4 析氢反应电极材料的研究进展
        1.4.1 镍金属及其合金析氢电催化剂
        1.4.2 镍基氧化物析氢电催化剂
        1.4.3 镍基磷化物析氢电催化剂
    1.5 论文选题背景和主要研究内容
        1.5.1 选题背景
        1.5.2 研究内容
第2章 NiCoP/CoP纳米棒阵列的制备及其析氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 NiCoP/CoP纳米棒阵列的制备
        2.2.3 NiCoP/CoP纳米棒阵列的表征方法
        2.2.4 NiCoP/CoP纳米棒阵列的性能测试方法
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 NiCoP/CoP纳米棒阵列的形貌和成分表征
        2.3.2 NiCoP/CoP纳米棒阵列的电催化析氢性能测试
    2.4 本章小结
第3章 CoNiO_2@NiCo合金纳米链阵列的制备及其全水解性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 CoNiO_2@NiCo合金纳米链阵列催化剂的制备
        3.2.3 CoNiO_2@NiCo合金纳米链阵列的表征方法
        3.2.4 CoNiO_2@NiCo合金纳米链阵列的性能测试方法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 CoNiO_2@NiCo合金纳米链阵列的形貌和成分表征
        3.3.2 CoNiO_2@NiCo合金纳米链阵列的全水解的性能测试
    3.4 本章小结
第4章 NiCoP/CoP@NiCo合金纳米链阵列的制备及其在强酸强碱电解液中的析氢性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及仪器
        4.2.2 NiCoP/CoP@NiCo合金纳米链阵列催化剂的制备
        4.2.3 NiCoP/CoP@NiCo合金纳米链阵列的表征方法
        4.2.4 NiCoP/CoP@NiCo合金纳米链阵列的性能测试方法
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 NiCoP/CoP@NiCo合金纳米链阵列的形貌和成分表征
        4.3.2 NiCoP/CoP@NiCo合金纳米链HER催化性能的测试
    4.4 总结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
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]世界氢能发展现状与技术调研[J]. 王寒.  当代化工. 2016(06)
[2]Co掺杂提高ZnIn2S4光催化剂可见光下的产氢性能（英文）[J]. 袁文辉,刘晓晨,李莉.  物理化学学报. 2013(01)
[3]微生物制氢技术研究进展[J]. 严晓娟,陈朋,广忠勇,郭天力,胡先望,梁宁.  生物技术. 2011(06)

硕士论文
[1]碱性电解水析氢电极研究[D]. 徐超.湖南大学 2011



本文编号：3574281