钼基催化剂的制备及其电催化析氢和氮还原的应用
发布时间：2023-03-18 21:40
能源是人类发展的基石,是社会进步的重要支撑。当前社会的主要的能源来自于煤、石油、天然气等化石燃料,但是这些化石燃料不仅面临储量下降,不可再生等问题,而且其燃烧产物还会造成环境污染,威胁人类健康。因此发展高效、可持续的能源是社会发展和人类进步亟待解决的问题。同时,开发满足工业需要的可再生能源也是当前工业进步的重要方向。氢能作为清洁、高效的可再生能源受到了广泛的关注。其燃烧产物为水,达到了零污染的效果,而且氢能的热量高,来源广泛,是理想的化石燃料替代品。电解水制氢被认为是有效的氢制备方法。氨,作为重要的化工产品,有着广泛的应用。日益增长的氨消耗量促使更新的固氮技术的发展,而电催化固氮技术的发展使得合成氨的工业化进程得以更高水平的发展。本文主要围绕Mo基催化剂进行了一系列的材料保形制备和催化性能改性,实现了电催化析氢和电催化氮气还原的应用。取得主要以下研究成果:1.无定型FeMoS4纳米棒阵列析氢催化剂的制备:首先,通过水热反应在裸碳布上生长FeOOH纳米棒阵列,然后在硫代钼酸铵((NH4)2MoS4)溶...
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 Mo基催化剂概述
1.1.1 Mo基催化剂的制备
1.1.2 Mo基催化剂的应用
1.2 电催化析氢反应
1.2.1 电催化析氢基本原理
1.2.2 电催化析氢研究进展
1.2.3 Mo基催化剂在电催化析氢中的研究应用
1.3 电催化氮气还原反应
1.3.1 电催化氮气还原基本原理
1.3.2 电催化氮气还原研究进展
1.3.2.1 单原子氮气还原电催化剂
1.3.2.2 贵金属氮气还原电催化剂
1.3.2.3 非贵金属氮气还原电催化剂
1.3.2.4 非金属氮气还原电催化剂
1.3.2.5 导电聚合物/金属酞菁配合物氮气还原电催化剂
1.3.3 Mo基催化剂在氮气还原中的研究进展
1.4 本文的选题目的及意义
第二章 无定型FeMoS4纳米棒阵列的制备及中性析氢研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 材料的制备
2.2.3 电催化析氢测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 FeMoS4 NRA/CC催化剂的表征
2.3.2 FeMoS4 NRA/CC电催化析氢性能测试
2.3.3 密度泛函理论计算
2.4 本章小结
第三章 无定型CoMoS4纳米片阵列的制备及中性析氢研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 材料的制备
3.2.3 电催化析氢测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 CoMoS4 NS/CC催化剂的材料表征
3.3.2 CoMoS4 NS/CC的电催化HER性能
3.3.3 密度泛函理论计算
3.4 本章小结
第四章 Mo2N纳米棒的制备及高选择性电催化氮气还原研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 材料的制备
4.2.3 电催化氮气还原测试
4.2.4 紫外分光光度测试
4.2.5 氮气还原相关参数的计算
4.3 结果与讨论
4.3.1 Mo2N纳米棒催化剂的表征
4.3.2 Mo2N纳米棒电催化氮气还原研究
4.3.3 Mo2N纳米棒的电催化氮气还原机理研究
4.4 本章小结
第五章 Mo2C纳米棒的制备及高效电催化氮气还原研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 材料的制备
5.2.3 电催化氮气还原测试
5.2.4 紫外分光光度测试
5.2.5 氮气还原相关参数的计算
5.2.6 15N同位素标记实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 Mo2C催化剂的材料表征
5.3.2 Mo2C纳米棒的电催化氮气还原研究
5.3.3 Mo2C纳米棒的电催化氮气还原机理研究
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
符号对照表
参考文献
致谢
附录
本文编号：3763921
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 Mo基催化剂概述
1.1.1 Mo基催化剂的制备
1.1.2 Mo基催化剂的应用
1.2 电催化析氢反应
1.2.1 电催化析氢基本原理
1.2.2 电催化析氢研究进展
1.2.3 Mo基催化剂在电催化析氢中的研究应用
1.3 电催化氮气还原反应
1.3.1 电催化氮气还原基本原理
1.3.2 电催化氮气还原研究进展
1.3.2.1 单原子氮气还原电催化剂
1.3.2.2 贵金属氮气还原电催化剂
1.3.2.3 非贵金属氮气还原电催化剂
1.3.2.4 非金属氮气还原电催化剂
1.3.2.5 导电聚合物/金属酞菁配合物氮气还原电催化剂
1.3.3 Mo基催化剂在氮气还原中的研究进展
1.4 本文的选题目的及意义
第二章 无定型FeMoS4纳米棒阵列的制备及中性析氢研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 材料的制备
2.2.3 电催化析氢测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 FeMoS4 NRA/CC催化剂的表征
2.3.2 FeMoS4 NRA/CC电催化析氢性能测试
2.3.3 密度泛函理论计算
2.4 本章小结
第三章 无定型CoMoS4纳米片阵列的制备及中性析氢研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 材料的制备
3.2.3 电催化析氢测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 CoMoS4 NS/CC催化剂的材料表征
3.3.2 CoMoS4 NS/CC的电催化HER性能
3.3.3 密度泛函理论计算
3.4 本章小结
第四章 Mo2N纳米棒的制备及高选择性电催化氮气还原研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 材料的制备
4.2.3 电催化氮气还原测试
4.2.4 紫外分光光度测试
4.2.5 氮气还原相关参数的计算
4.3 结果与讨论
4.3.1 Mo2N纳米棒催化剂的表征
4.3.2 Mo2N纳米棒电催化氮气还原研究
4.3.3 Mo2N纳米棒的电催化氮气还原机理研究
4.4 本章小结
第五章 Mo2C纳米棒的制备及高效电催化氮气还原研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 材料的制备
5.2.3 电催化氮气还原测试
5.2.4 紫外分光光度测试
5.2.5 氮气还原相关参数的计算
5.2.6 15N同位素标记实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 Mo2C催化剂的材料表征
5.3.2 Mo2C纳米棒的电催化氮气还原研究
5.3.3 Mo2C纳米棒的电催化氮气还原机理研究
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
符号对照表
参考文献
致谢
附录
本文编号：3763921
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