过渡金属磷化物纳米复合结构的调控及其电解水活性研究
发布时间：2024-04-12 01:42
当今社会,为了解决传统化石能源枯竭和环境污染等一系列问题,开发和探索可再生新能源成为了人们关注的焦点。氢能因具有高能量密度、可再生、清洁无污染等特点,被视为是最理想的传统化石燃料替代品。在诸多析氢方法中,电解水制氢在清洁环保和成本方面优势明显,发展前景明朗。但是,电分解水的析氧过程需要转移4个电子,存在一定的过电位(η),导致能耗增加,迫切需要高活性电催化剂提高析氧动力学速度。对于析氢过程(HER)或析氧过程(OER)而言,贵金属Pt或RuO2、IrO2表现出最好的催化活性,但贵金属元素地球含量低,成本高,无法被大规模地投入生产和使用。过渡金属磷化物由于良好的导热性、导电性、热稳定性、化学稳定性以及独特的晶格结构在电催化方面性能优异,故得到了研究者们的广泛关注。本论文主要以镍钴基磷化物为研究对象,探究了其双功能电分解水的催化性能与表面形貌和物相结构组成之间的内在响应关系。主要研究内容和结论如下:(1)结合了水热法和等离子体磷化技术制备了一种花瓣状NiCoP/PNCF纳米复合构造的双功能水解电极材料。由于花瓣状的纳米片垂直排列在镍钴合金3D骨架...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.1.1 氢能的概述
1.1.2 氢能的制备方法
1.2 电解水制氢
1.2.1 电解水的历史
1.2.2 电解水的原理
1.3 电解水催化剂
1.3.1 电解水催化剂的研究进展
1.3.1.1 电解水析氢催化剂的研究进展
1.3.1.2 电解水析氧催化剂的研究进展
1.3.1.3 双功能催化剂的研究进展
1.3.2 过渡金属磷化物催化剂
1.3.2.1 过渡金属磷化物催化剂的概述
1.3.2.2 过渡金属磷化物催化剂的制备方法
1.4 等离子体技术在制备催化剂方面的应用
1.4.1 等离子体概述
1.4.2 等离子体技术应用于制备催化剂的研究现状
1.5 电解水催化剂催化活性评价标准
1.5.1 电极活性
1.5.2 过电势
1.5.3 Tafel斜率
1.5.4 电化学阻抗谱(EIS)
1.5.5 电化学活性比表面积(ECSA)
1.5.6 稳定性
1.5.7 转化效率(TOF)
1.5.8 法拉第效率(FE)
1.6 本论文的选题思路和创新点
1.6.1 本论文的选题思路
1.6.2 本论文的创新点
第2章 实验部分
2.1 实验药品与原料
2.2 实验仪器
2.3 样品表征
2.3.1 材料形貌及物相表征
2.3.2 电化学性能表征
第3章 花瓣状 NiCoP/PNCF 纳米复合结构的制备及其电催化性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 结果与讨论
3.3.1 NiCoP/PNCF电极材料的形貌表征
3.3.2 NiCoP/PNCF电极材料的物相结构表征
3.3.3 NiCoP/PNCF电极材料的电化学性能研究
3.3.3.1 NiCoP/PNCF电极材料作为阴极的电化学测试
3.3.3.2 NiCoP/PNCF电极材料作为阳极的电化学测试
3.4 本章小结
第4章 原位法制备N-NiCoP/NCF 复合结构及其电催化性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 结果与讨论
4.3.1 N-NiCoP/NCF 电极材料的形貌表征和物相结构表征
4.3.1.1 N-NiCoP/NCF 电极材料的形貌表征
4.3.1.2 N-NiCoP/NCF 电极材料的物相结构表征
4.3.2 N-NiCoP/NCF 电极材料的电催化性能
4.3.2.1 不同参数调控下 N-NiCoP/NCF 的电催化活性
4.3.2.2 N-NiCoP/NCF 电极材料作为阴极的电化学测试
4.3.2.3 N-NiCoP/NCF 电极材料作为阳极的电化学测试
4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3951466
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.1.1 氢能的概述
1.1.2 氢能的制备方法
1.2 电解水制氢
1.2.1 电解水的历史
1.2.2 电解水的原理
1.3 电解水催化剂
1.3.1 电解水催化剂的研究进展
1.3.1.1 电解水析氢催化剂的研究进展
1.3.1.2 电解水析氧催化剂的研究进展
1.3.1.3 双功能催化剂的研究进展
1.3.2 过渡金属磷化物催化剂
1.3.2.1 过渡金属磷化物催化剂的概述
1.3.2.2 过渡金属磷化物催化剂的制备方法
1.4 等离子体技术在制备催化剂方面的应用
1.4.1 等离子体概述
1.4.2 等离子体技术应用于制备催化剂的研究现状
1.5 电解水催化剂催化活性评价标准
1.5.1 电极活性
1.5.2 过电势
1.5.3 Tafel斜率
1.5.4 电化学阻抗谱(EIS)
1.5.5 电化学活性比表面积(ECSA)
1.5.6 稳定性
1.5.7 转化效率(TOF)
1.5.8 法拉第效率(FE)
1.6 本论文的选题思路和创新点
1.6.1 本论文的选题思路
1.6.2 本论文的创新点
第2章 实验部分
2.1 实验药品与原料
2.2 实验仪器
2.3 样品表征
2.3.1 材料形貌及物相表征
2.3.2 电化学性能表征
第3章 花瓣状 NiCoP/PNCF 纳米复合结构的制备及其电催化性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 结果与讨论
3.3.1 NiCoP/PNCF电极材料的形貌表征
3.3.2 NiCoP/PNCF电极材料的物相结构表征
3.3.3 NiCoP/PNCF电极材料的电化学性能研究
3.3.3.1 NiCoP/PNCF电极材料作为阴极的电化学测试
3.3.3.2 NiCoP/PNCF电极材料作为阳极的电化学测试
3.4 本章小结
第4章 原位法制备N-NiCoP/NCF 复合结构及其电催化性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 结果与讨论
4.3.1 N-NiCoP/NCF 电极材料的形貌表征和物相结构表征
4.3.1.1 N-NiCoP/NCF 电极材料的形貌表征
4.3.1.2 N-NiCoP/NCF 电极材料的物相结构表征
4.3.2 N-NiCoP/NCF 电极材料的电催化性能
4.3.2.1 不同参数调控下 N-NiCoP/NCF 的电催化活性
4.3.2.2 N-NiCoP/NCF 电极材料作为阴极的电化学测试
4.3.2.3 N-NiCoP/NCF 电极材料作为阳极的电化学测试
4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3951466
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3951466.html
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