纳米钯基合金材料的制备合成和在电化学二氧化碳还原中的应用研究

发布时间：2024-03-13 01:53

　　自工业革命以来,社会经济水平不断提升、人口数量日益增长,随之而来的能源问题和环境问题日渐突出。寻求新型高效、可再生的清洁能源作为传统化石燃料的替代品已迫在眉睫。近年来,电化学二氧化碳还原技术受到广泛关注。该技术通过将CO2转化成具有高附加值燃料,减少了人类对化石燃料的依赖,也降低了大气中二氧化碳的浓度。发展高性能的电催化材料是实现CO2分子高效转换的关键所在。尽管已取得阶段性研究进展,现有电催化材料仍面临一系列挑战:如过电位较大、稳定性差、法拉第效率低等。因此,设计开发新型的电催化CO2还原材料具有重要的科学意义和潜在的应用价值。在前期的研究工作中,尽管Pd基催化材料在电化学CO2还原产甲酸应用中表现出优异的催化活性,但是仍面临着成本高以及在较负还原电位下稳定性差等问题。因此本论文旨在发展双金属合金化策略,设计制备高活性、高稳定性的钯基纳米材料应用于电催化二氧化碳还原研究。我们采用湿化学合成方法以及水热合成方法,通过对表面活性剂的优化选择,有效地调控了合金纳米材料的化学成分和形貌结构;并利用一系列表征手段探究了材料的晶体结构、电子结构及物相组分等特征。系统性地研究了催化剂的电催化性能,...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 二氧化碳电化学还原的研究背景
    1.2 CO₂RR反应的基本原理
        1.2.1 CO₂电化学还原的实验装置
        1.2.2 电化学二氧化碳还原的反应路径
        1.2.3 CO₂RR催化剂的性能评价指标
    1.3 金属电催化剂概述
    1.4 Pd基电催化剂
        1.4.1 形貌效应
        1.4.2 尺寸效应
        1.4.3 合金效应
    1.5 电化学CO₂还原产甲酸的现实意义
    1.6 选题意义及研究内容
    1.7 参考文献
第二章 实验试剂、仪器以及测试方法
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征
        2.2.1 X射线粉末衍射
        2.2.2 扫描电子显微镜
        2.2.3 透射电子显微镜
        2.2.4 X射线光电子能谱
        2.2.5 电感耦合等离子体发射光谱
    2.3 电化学测试方法
        2.3.1 伏安法:线性伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)
        2.3.2 计时电流法(CA)和计时电位法(CP)
        2.3.3 电极制备方法
        2.3.4 产物检测
第三章 钯银合金纳米球电还原CO₂产甲酸的性能研究
    3.1 引言
    3.2 钯银纳米球(PdAg nanospheres)的制备
    3.3 实验结果和分析
    3.4 总结
    3.5 参考文献
第四章 钯银合金纳米线电还原CO₂产甲酸的性能研究
    4.1 引言
    4.2 钯银纳米线(PdAg nanowires)的制备
    4.3 实验结果和分析
    4.4 总结与展望
    4.5 参考文献
第五章 钯铅、铂铅合金纳米材料的制备
    5.1 引言
    5.2 PdPb合金
    5.3 PtPb合金
    5.4 本章小结
    5.5 参考文献
总结与展望
攻读学位期间本人公开发表的论著、论文
附录: 名词缩写说明
致谢



本文编号：3927005