过渡金属微纳结构催化剂的制备及在催化产氢方面的应用

发布时间：2022-12-07 00:50

　　氢能作为21世纪最有发展潜力的新型清洁能源,具有传统能源所不具备的诸多优势。其中最为突出的优势表现为零碳、高效,是在可预见的未来实现跨能源网络协同优化的唯一途径。目前,解决氢的低成本高效制备的难题是实现氢能商业化的关键。本文着力于开发高性能、低成本、耐受性好的电解水催化剂。采用水热法制备了非贵金属硫化物Co-Mo-S,研究了催化剂的微观结构和电催化析氢性能;并对其电催化增强机理进行了分析。以还原氧化石墨烯为基底,采用简单的一步水热法制备了复合型催化剂CoMoS₂/N-rGO,探究改变添加剂种类对产物形貌结构和析氢性能的影响。当加入0.5mL的过氧化氢和氨水作添加剂时,水热合成的催化剂呈现5-8 nm纳米点状结构。在0.5 M H₂SO₄中表现出优越的催化活性。其起始过电位仅为-54 mV,Tafel斜率为34.13 mV·dec^-1;在交换电流密度达到10 mA·cm^-2时,所需过电位仅为-89 mV。以亲水性碳纸为基底,水热合成了具有多层结构的自支撑阴极CoMoS_3... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 电解水制氢反应
        1.2.1 电解水制氢概述
        1.2.2 电解水制氢过程
        1.2.3 电解水制氢机理
        1.2.4 电解水制氢性能参数
    1.3 电解水制氢催化剂
        1.3.1 过渡金属催化剂概述
        1.3.2 过渡金属碳化物
        1.3.3 过渡金属磷化物
        1.3.4 过渡金属硫化物
    1.4 电解水催化剂的制备方法
        1.4.1 热溶剂法
        1.4.2 电化学沉积法
        1.4.3 化学气相沉积法
        1.4.4 溶剂剥离法
    1.5 研究内容
第2章 Co Mo S_2/N-r GO复合材料的制备表征及其析氢性能
    2.1 引言
    2.2 实验药品
    2.3 实验设备
    2.4 实验部分
        2.4.1 CoMoS_2/N-rGO复合催化剂的制备
        2.4.2 动力学性能测试方法
        2.4.3 表面状态与结构表征
    2.5 结果分析与讨论
        2.5.1 CoMoS_2/N-rGO的微观结构表征
        2.5.2 电化学性能测试
    2.6 本章小结
第3章 多级结构的自支撑阴极CoMoS_3/CP制备表征及其析氢性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 CoMoS_3/CP自支撑阴极的制备
        3.2.2 动力学性能测试方法
        3.2.3 表面状态与结构表征
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 CoMoS_3/CP的微观结构表征
        3.3.2 电化学性能测试
    3.4 本章小结
第4章 放射型空心管状CoMoS_3/CP催化剂的制备表征及其析氢性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 CoMoS_3/CP复合催化剂的制备
        4.2.2 动力学性能测试方法
        4.2.3 表面状态与结构表征
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 CoMoS_3/CP复合催化剂的微观结构表征
        4.3.2 电化学性能测试
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3711932