Co 9 S 8 /Ni 3 S 2 电极的制备及其析氧性能研究
发布时间：2022-11-05 00:46
随着社会经济的发展和人口数量的增加,传统化石能源消耗越来越多,造成有害气体排放增多,环境污染更加严重,这不利于人类的生存。如今,每个国家都在努力开发新型能源。其中,氢能是一种洁净、无污染、产热高的新型能源。当前,最有前景的制氢方法是电解水制氢。电解水制氢的主要催化剂是铂、钌、铱及其氧化物,然而,它们比较昂贵且稀缺。因此,目前最紧迫的就是开发出一种价格便宜且催化性能优越的催化剂来替代贵金属,降低工业制氢的成本。本论文根据最近研究比较热的金属硫化物及磷化物电解水阳极析氧催化剂,采用水热法制备了炸开的Co（OH）2/NF纳米片、Co9S8/Ni3S2纳米片和Ni3S2/Ni2P催化材料来催化电解水析氧。本文的主要研究内容包括:1.通过一步水热法,我们在泡沫镍基底上生长炸开的Co（OH）2催化剂,其在10 mA/cm2处有一个小的过电位η = 0.255 V vs RHE（RHE:可逆氢电极）,这比最优催化性能的商业Ru...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 氢能的优点
1.3 当前的制氢方法
1.4 电解水制氢的研究
1.4.1 电解水发展历史
1.4.2 电解水的原理及面对的问题
1.5 析氧阳极材料的种类
1.5.1 贵金属及其氧化物
1.5.2 过渡金属及其简单化合物
1.5.3 AB_2O_4型氧化物
1.5.4 ABO_3型氧化物
1.5.5 金属硫化物和磷化物
1.6 基底
1.7 本论文的研究工作
第二章 实验部分与表征技术
2.1 实验试剂及仪器设备
2.1.1 主要实验试剂及材料
2.1.2 主要实验设备和仪器
2.2 催化剂的合成方法
2.2.1 水热法
2.2.2 溶剂热法
2.2.3 沉淀法
2.2.4 电化学沉积法
2.2.5 涂覆法
2.3 催化剂电极的制备
2.3.1 Co(OH)_2/NF催化剂的制备
2.3.2 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的制备
2.3.3 Ni_3S_2/Ni_2P催化剂的制备
2.3.4 RuO_2催化剂的制备
2.4 催化剂的结构表征
2.4.1 SEM及EDS分析
2.4.2 TEM分析
2.4.3 XRD分析
2.4.4 XPS分析
2.5 催化剂的电化学性能测试
2.5.1 循环伏安曲线(CV)的测试
2.5.2 过电位η(V)的计算
2.5.3 塔菲尔曲线(Tafel)
2.5.4 稳定性测试
2.5.5 交流阻抗测试(EIS)
第三章 泡沫镍支持的炸开的Co(OH)_2纳米片的合成及催化性能研究
3.1 研究背景
3.2 催化剂的制备
3.3 样品表征方法
3.4 实验数据及分析
3.4.1 Co(OH)_2/NF催化剂的结构表征
3.4.2 Co(OH)_2/NF催化剂的电化学性质
3.4.3 反应条件的影响
3.5 本章小结
第四章 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的制备及析氧性能研究
4.1 研究背景
4.2 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的制备
4.3 样品表征方法
4.4 实验数据及分析
4.4.1 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的物化性质
4.4.2 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的电化学性质
4.5 本章小结
第五章 Ni_3S_2/Ni_2P催化剂的制备及析氧性能研究
5.1 研究背景
5.2 Ni_3S_2/Ni_2P纳米片催化剂的制备
5.3 样品表征方法
5.4 实验数据及分析
5.4.1 Ni_3S_2/Ni_2P的物化性质
5.4.2 Ni_3S_2/Ni_2P的电化学性质
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所获得奖励
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]制氢技术的思考[J]. 贺根良,门长贵. 山东化工. 2009(09)
[2]水电解制氢技术进展及应用[J]. 汪家铭. 广州化工. 2005(05)
[3]铂钛不溶性阳极研制[J]. 张玉萍,鞠鹤,武宏让,康新婷,蔡天晓. 表面技术. 2002(04)
[4]电解水新型Ni-S析氢电极的研制[J]. 袁孝友,王金玉. 电化学. 1997(04)
本文编号：3701608
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 氢能的优点
1.3 当前的制氢方法
1.4 电解水制氢的研究
1.4.1 电解水发展历史
1.4.2 电解水的原理及面对的问题
1.5 析氧阳极材料的种类
1.5.1 贵金属及其氧化物
1.5.2 过渡金属及其简单化合物
1.5.3 AB_2O_4型氧化物
1.5.4 ABO_3型氧化物
1.5.5 金属硫化物和磷化物
1.6 基底
1.7 本论文的研究工作
第二章 实验部分与表征技术
2.1 实验试剂及仪器设备
2.1.1 主要实验试剂及材料
2.1.2 主要实验设备和仪器
2.2 催化剂的合成方法
2.2.1 水热法
2.2.2 溶剂热法
2.2.3 沉淀法
2.2.4 电化学沉积法
2.2.5 涂覆法
2.3 催化剂电极的制备
2.3.1 Co(OH)_2/NF催化剂的制备
2.3.2 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的制备
2.3.3 Ni_3S_2/Ni_2P催化剂的制备
2.3.4 RuO_2催化剂的制备
2.4 催化剂的结构表征
2.4.1 SEM及EDS分析
2.4.2 TEM分析
2.4.3 XRD分析
2.4.4 XPS分析
2.5 催化剂的电化学性能测试
2.5.1 循环伏安曲线(CV)的测试
2.5.2 过电位η(V)的计算
2.5.3 塔菲尔曲线(Tafel)
2.5.4 稳定性测试
2.5.5 交流阻抗测试(EIS)
第三章 泡沫镍支持的炸开的Co(OH)_2纳米片的合成及催化性能研究
3.1 研究背景
3.2 催化剂的制备
3.3 样品表征方法
3.4 实验数据及分析
3.4.1 Co(OH)_2/NF催化剂的结构表征
3.4.2 Co(OH)_2/NF催化剂的电化学性质
3.4.3 反应条件的影响
3.5 本章小结
第四章 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的制备及析氧性能研究
4.1 研究背景
4.2 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的制备
4.3 样品表征方法
4.4 实验数据及分析
4.4.1 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的物化性质
4.4.2 Co_9S_8/Ni_3S_2催化剂的电化学性质
4.5 本章小结
第五章 Ni_3S_2/Ni_2P催化剂的制备及析氧性能研究
5.1 研究背景
5.2 Ni_3S_2/Ni_2P纳米片催化剂的制备
5.3 样品表征方法
5.4 实验数据及分析
5.4.1 Ni_3S_2/Ni_2P的物化性质
5.4.2 Ni_3S_2/Ni_2P的电化学性质
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所获得奖励
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]制氢技术的思考[J]. 贺根良,门长贵. 山东化工. 2009(09)
[2]水电解制氢技术进展及应用[J]. 汪家铭. 广州化工. 2005(05)
[3]铂钛不溶性阳极研制[J]. 张玉萍,鞠鹤,武宏让,康新婷,蔡天晓. 表面技术. 2002(04)
[4]电解水新型Ni-S析氢电极的研制[J]. 袁孝友,王金玉. 电化学. 1997(04)
本文编号：3701608
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3701608.html
