基于掺杂垂直石墨烯负载铁系金属硼化物复合催化剂的电解水制氢研究

发布时间：2022-12-05 21:55

　　随着环境问题和能源危机日益严重,探索环境友好型新能源已成为社会发展的当务之急。新型能源中清洁、可再生的氢能是最具前景的化石燃料替代能源之一。在氢气制备方法中,电解水制氢由于其高效、无污染等优势已成为极具发展潜力的制氢技术,然而电解水反应需要高活性电催化剂来降低其反应过电势。目前,贵金属铂（Pt）和二氧化铱/二氧化铷（Ir O₂/Ru O₂）分别被认为是最好的电催化析氢反应（Hydrogen evolution reaction,HER）和析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）催化剂,但其高昂的价格和稀缺的储量限制了其在电解水领域的广泛应用。因此,开发一种具有高催化活性和成本效益的非贵金属催化剂十分关键。本文利用铁系金属硼化物（Iron group metal borides,IMBs）、硼掺杂石墨烯（Boron-doped graphene,BG）制备了基于硼掺杂垂直石墨烯（Boron-doped vertically oriented graphene,BVG）负载IMBs合金粒子的双功能电催化剂,应用于广p... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电解水制氢
        1.2.1 电催化析氢反应
        1.2.2 电催化析氧反应
    1.3 铁系金属硼化物
        1.3.1 铁系金属硼化物的结构
        1.3.2 铁系金属硼化物的应用
    1.4 石墨烯
        1.4.1 硼掺杂石墨烯
        1.4.2 垂直石墨烯
    1.5 酶生物传感器
    1.6 选题依据与主要研究内容
第二章 硼掺杂垂直石墨烯/铁系金属硼化物电催化剂的研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 氧化石墨烯的制备
        2.2.3 硼掺杂石墨烯的制备
        2.2.4 硼掺杂垂直石墨烯/铁系金属硼化物/铜基底电催化剂的制备
        2.2.5 电化学测试参数
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 硼掺杂垂直石墨烯/铁钴镍硼电沉积实验条件的选择
        2.3.2 硼掺杂垂直石墨烯/铁钴镍硼的组成和结构分析
        2.3.3 硼掺杂垂直石墨烯/铁钴镍硼在析氢反应(HER)中的电化学测试
        2.3.4 硼掺杂垂直石墨烯/铁钴镍硼在析氧反应(OER)中的电化学测试
        2.3.5 硼掺杂垂直石墨烯/铁钴镍硼的稳定性测试
    2.4 本章小结
第三章 氮掺杂垂直石墨烯/纳米金生物传感器的研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 氮掺杂石墨烯的制备
        3.2.3 纳米金/氮掺杂垂直石墨烯/玻碳电极复合材料的制备
        3.2.4 酶生物传感器的制备
        3.2.5 实际样品的制备
        3.2.6 有机磷农药的电化学检测
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 垂直石墨烯/纳米金复合材料电沉积实验条件的选择
        3.3.2 垂直石墨烯/纳米金复合材料的电化学测试
        3.3.3 氮掺杂石墨烯的形貌特征与表面化学
        3.3.4 修饰电极的电化学测试
        3.3.5 实验条件的优化
        3.3.6 有机磷农药的检测
        3.3.7 重复性、重现性和存储稳定性
        3.3.8 实际样品分析
    3.4 本章小结
第四章 结论
参考文献
硕士学位期间取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]氢气氧化/析出反应电催化剂（英文）[J]. 卢思奇,庄仲滨.  Science China Materials. 2016(03)



本文编号：3710425