过渡金属纳米催化剂的合成及其电解水性能的研究

发布时间：2024-03-08 19:45

　　氢气是一种高能量密度的储能载体,利用电解水技术制氢将能源储存起来,可以实现太阳能和风能等可再生能源的有效利用。然而,电解水催化剂成本过高的问题限制了其更为广泛的应用。因此,开发廉价催化剂、高催化效率的电催化剂是目前此领域研究者关注的主要方向。本论文的研究重点在于设计和制备具有高活性、低成本的非贵金属纳米电催化剂,并系统研究了催化剂结构对其催化性能的影响。1.超小MoP纳米颗粒均匀负载于碳纳米片上作为电催化剂MoP/NPG并用于电析氢性能研究。利用固相合成法成功制备了超小粒径的MoP纳米颗粒负载在葡萄糖作为碳源制备的碳纳米片的电催化剂MoP/NPG。制备出的MoP颗粒平均粒径为3.15纳米,在碳纳米片上具有良好的分散性。目标催化剂具有丰富的活性位点并展现出了优异的电析氢性能。在酸性条件下,催化剂在10 mA cm^-2处的过电位仅需90 mV。在碱性条件下,其在10 mA cm^-2处的过电位仅需115 mV,并展现出良好的稳定性。2.形貌可控的CoSe₂作为电催化剂用于电解水的研究我们以NH₄F为调节剂...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 氢能源
    1.3 制氢方法
    1.4 电解水原理
        1.4.1 基本电极反应
        1.4.2 电解水体系中的阻抗分析
        1.4.3 电解水反应电压分析
        1.4.4 阳极OER过程分析
        1.4.5 阴极HER过程分析
    1.5 电化学测试方法
    1.6 电解水催化剂材料的元素组成
    1.7 电解水催化剂研究进展
        1.7.1 钼基电催化剂研究进展
        1.7.2 钴基电催化剂研究进展
    1.8 论文选题意义和研究内容
        1.8.1 选题意义
        1.8.2 研究内容
    1.9 参考文献
第二章 超小MoP纳米颗粒均匀负载于碳纳米片上作为电催化剂并用于电析氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂和材料
        2.2.2 仪器和设备
        2.2.3 催化剂的合成
        2.2.4 制备工作电极
        2.2.5 物理化学表征仪器
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂MoP/NPG的形成机制
        2.3.2 催化剂的XRD和拉曼光谱表征
        2.3.3 催化剂的比表面积和孔结构表征
        2.3.4 催化剂的形貌表征
        2.3.5 催化剂XPS分析
        2.3.6 电化学测试
    2.4 结论
    2.5 参考文献
第三章 形貌可控的CoSe₂ 作为电催化剂用于电解水反应
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂和材料
        3.2.3 催化剂的合成
        3.2.4 工作电极的制备和电化学表征
        3.2.5 物理化学表征仪器
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的形成机制
        3.3.2 催化剂的XRD表征
        3.3.3 催化剂的SEM表征
        3.3.4 催化剂的TEM表征
        3.3.5 催化剂的BET和孔结构分析
        3.3.6 催化剂的XPS表征
        3.3.7 催化剂的电化学表征
    3.4 结论
    3.5 参考文献
结论
硕士研究生期间的研究成果
致谢



本文编号：3922302