Co-Ni基磷化物的制备及其电催化析氧性能研究

发布时间：2023-08-25 18:32

　　电解水制氢是实现氢能大规模发展应用的重要战略举措。水分解反应中的阳极半反应,即析氧反应(OER)是上述系统的核心反应之一,然而析氧反应关系到4个电子转移和O=O双键的形成过程,是一个复杂且动力学缓慢的过程,严重影响了电解水的整体效率以及能耗。当前最常用的水氧化电催化剂是贵金属钌(Ru)和铱(Ir)的氧化物。然而,贵金属在自然界中储量有限、价格昂贵,严重制约了电解水制备氢能的大规模应用。因此,设计开发成本低廉、效率高、稳定性好、环境友好的非贵金属催化剂是解决这一难题的关键。本论文选择价格低、活性高、稳定性强的Ni、Co基磷化物作为阳极OER催化剂,来替代贵金属氧化物,从而降低电解制氢的成本,提高能源转换的效率。具体研究内容包含以下几个方面:(1)采用水热法制备了单金属氢氧化物,发现Ni和Co的硝酸盐在水热条件下容易组装成二维的纳米片,具有一定的OER催化性能。(2)通过水热法在泡沫镍基底上制备Ni Co双金属层状氢氧化物(Ni Co-LDH)前驱体,经过磷化处理以后,制备了Ni Co双金属磷化物,将其作为碱性条件下的OER工作电极,电流密度达到10 m A cm^-2...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 绪论
    1.1 电催化水氧化概述
        1.1.1 OER机制
        1.1.2 OER动力学
    1.2 电催化水氧化催化剂
        1.2.1 贵金属OER催化剂
        1.2.2 非贵金属OER催化剂
        1.2.3 非金属OER催化剂
    1.3 碱性电解液中的过渡金属OER催化剂
        1.3.1 过渡金属氧化物
        1.3.2 过渡金属硫化物、氮化物、磷化物
        1.3.3 过渡金属氢氧化物
        1.3.4 过渡金属单质或者合金
    1.4 本论文主要研究内容
第二章 实验方案
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验部分
    2.4 主要表征方法
    2.5 电化学性能测试
    2.6 NiCoP/1T-MoS₂全电解水反应体系构建
第三章 结果与讨论
    3.1 Co、Ni单金属氢氧化物的OER性能
    3.2 NiCoP纳米片的形貌表征:SEM和 TEM
    3.3 NiCoP纳米片的N₂ 吸附曲线以及X-射线光电子能谱(XPS)表征
    3.4 对比样品Ni₂P的基本表征:XRD、SEM、TEM
    3.5 NiCoP纳米片的XRD
    3.6 电化学性能测试
    3.7 NiCoP/1T-MoS₂ 全分解水反应体系
结论
参考文献
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致谢



本文编号：3843095