锇基析氢和钴基析氧电催化剂的研究

发布时间：2023-12-13 18:15

　　由于地球上化石能源储备有限以及其燃烧产生的气体对环境的污染问题,科学家正在寻求一种干净、可再生能源来代替化石能源。在众多新能源材料中,氢气因为高的燃烧热、清洁的燃烧产物(水)被认为是是一个很好的替代品。电解水制氢是众多的制氢方法中最清洁、最高效的方法之一。然而,通过电解水制氢仍然存在一些问题。电解水反应包括发生在阳极的析氧反应(OER)和发生在阴极的析氢反应(HER),由于这两个反应动力学缓慢(尤其是析氧反应),许多昂贵的贵金属催化剂被用于催化析氢反应(贵金属Pt等)和析氧反应(Ru02、IrO2等)。资源的稀缺和价格地昂贵限制了电解水制氢的推广。将贵金属负载到非金属基材上从而尽可能减少贵金属含量是解决该问题的方案之一,通过减小贵金属颗粒的尺寸,可以暴露更多活性区域以增加催化活性。另一种解决方案是寻找具有优异电解水催化性能的非贵金属催化剂材料。本文设计并合成了不同类型的高活性电解水催化剂。研究了这些催化剂的析氢和析氧性能如下:(1)以OsCl3·3H2O、HAuCl4·4H2O、硅纳米线(SiNWs)为原料,通过水热法获得Os-Au-Si三元体系复合物用于酸性电催化析氢。通过X射线衍射...

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【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 HER机理
        1.2.1 酸性条件HER机理
        1.2.2 碱性条件HER机理
    1.3 HER研究现状
        1.3.1 铂基贵金属材料电解水析氢
        1.3.2 非贵金属材料电解水析氢
    1.4 OER机理
        1.4.1 酸性OER机理
        1.4.2 碱性OER机理
    1.5 OER研究现状
        1.5.1 贵金属材料电解水析氧催化剂
        1.5.2 非贵金属材料电解水析氧催化剂
    1.6 研究意义与研究内容
    参考文献
第二章 Os-Au-Si三元电催化剂的析氢研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂
        2.2.2 Os-Au-Si、Au-Si和Os-Au催化剂的合成
        2.2.3 表征
        2.2.4 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Os-Au-Si纳米复合物结构表征
        2.3.2 Os-Au-Si纳米复合物电化学性能表征
    2.4 结论
    参考文献
第三章 Co₉S₈-CuS-FeS三金属硫化物用于高效电催化析氧反应的研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂
        3.2.2 CoCuFe-S纳米复合物的合成
        3.2.3 表征
        3.2.4 电化学测试
    3.3 结果
        3.3.1 CoCuFe-S纳米复合物结构表征
        3.3.2 CoCuFe-S纳米复合物电化学性能表征
    3.4 讨论
    3.5 结论
    参考文献
第四章 CoO-Cu-碳点纳米复合物用于高效电催化析氧反应的研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂
        4.2.2 CoOCu-CDs纳米复合物的合成
        4.2.3 表征
        4.2.4 电化学测试
    4.3 结果
        4.3.1 CoOCu-CDs纳米复合物结构表征
        4.3.2 CoOCu-CDs纳米复合物电化学性能表征
    4.4 结论
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢



本文编号：3873702