非金属元素掺杂型电催化剂的制备及其催化电解水性能研究
发布时间：2021-01-16 03:59
氢气是一种清洁的可再生能源,是未来理想的能量载体。电解水是一种最具前景的大规模制氢途径。目前电解水制氢技术的瓶颈在于缺乏高效、稳定、廉价的电催化剂。众多实验结果和理论计算表明,杂原子掺杂可以有效提高电解水电催化剂的活性,金属阳离子掺杂已被广泛研究,而非金属元素掺杂的研究则刚刚兴起。非金属元素比金属元素具有更大的电负性,非金属元素掺杂更有利于调控材料的电子结构。本文以非金属元素磷原子或硫原子掺杂为主要改性手段,系统的研究了四种非金属元素掺杂型电催化剂的合成及其在催化析氢反应（HER）中的应用,分别是磷掺杂的碳化钼MXenes（P-Mo2CTx）、磷掺杂的硫化钴(P-Co1-xS)、硫掺杂的磷化镍超长纳米线（S-Ni2P NW）、硫掺杂的磷化铁纳米膜（S-FeP@CFC）。在P-Mo2CTx工作中,我们通过简单的磷化处理使磷元素掺入到Mo2CTx MXenes中,扩大了Mo2CTx
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 电解水技术简介
1.2.1 电解水装置介绍
1.2.2 电解水电化学原理
1.3 电催化析氢反应（HER）简介
1.3.1 电催化析氢基础理论
1.3.2 析氢电催化剂评估指标
1.3.3 析氢电催化剂性能测试
1.4 析氢电催化剂研究概况
1.4.1 硫属化物电催化剂
1.4.2 氮、磷化物电催化剂
1.4.3 硼、碳、氧化物电催化剂
1.4.4 无金属电催化剂
1.4.5 金属合金电催化剂
1.5 非金属元素掺杂型析氢电催化剂研究进展
1.5.1 氧元素掺杂电催化剂
1.5.2 硫（硒）元素掺杂电催化剂
1.5.3 磷元素掺杂电催化剂
1.5.4 其他非金属元素掺杂电催化剂
1.6 本文的研究意义及研究内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 磷掺杂碳化钼MXenes的制备与析氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 材料制备
2.2.2 材料表征
2.2.3 电化学测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 X射线衍射与扫描电镜分析
2.3.3 俄歇电子能谱分析
2.3.4 光电子能谱分析
2.3.5 电化学性能分析
2.3.6 理论模拟分析
2.4 本章小结
第三章 磷掺杂硫钴化物电催化剂的制备与析氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 电催化剂的制备
3.2.2 物理表征
3.2.3 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 催化剂的制备与X衍射分析
3.3.2 扫描电镜和能谱分析
3.3.3 X射线光电子能谱与透射电镜分析
3.3.4 电化学性能分析
3.3.5 理论模拟分析
3.4 本章小结
第四章 硫掺杂磷化镍超长纳米线的制备与析氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料制备
4.2.2 物理表征
4.2.3 电化学测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 扫描电镜与X射线衍射分析
4.3.2 透射电镜与能谱分析
4.3.3 电化学性能分析
4.4 本章小结
第五章 硫掺杂磷化铁电催化剂的制备与析氢性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 材料制备
5.2.2 物理表征
5.2.3 电化学测试
5.2.4 电化学活性面积测试及周转频率计算
5.3 结果与讨论
5.3.1 X射线衍射与扫描电镜分析
5.3.2 透射电镜分析
5.3.3 能谱及X射线光电子能谱分析
5.3.4 电化学性能分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 主要创新
6.3 展望与建议
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：2980119
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 电解水技术简介
1.2.1 电解水装置介绍
1.2.2 电解水电化学原理
1.3 电催化析氢反应（HER）简介
1.3.1 电催化析氢基础理论
1.3.2 析氢电催化剂评估指标
1.3.3 析氢电催化剂性能测试
1.4 析氢电催化剂研究概况
1.4.1 硫属化物电催化剂
1.4.2 氮、磷化物电催化剂
1.4.3 硼、碳、氧化物电催化剂
1.4.4 无金属电催化剂
1.4.5 金属合金电催化剂
1.5 非金属元素掺杂型析氢电催化剂研究进展
1.5.1 氧元素掺杂电催化剂
1.5.2 硫（硒）元素掺杂电催化剂
1.5.3 磷元素掺杂电催化剂
1.5.4 其他非金属元素掺杂电催化剂
1.6 本文的研究意义及研究内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 磷掺杂碳化钼MXenes的制备与析氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 材料制备
2.2.2 材料表征
2.2.3 电化学测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 X射线衍射与扫描电镜分析
2.3.3 俄歇电子能谱分析
2.3.4 光电子能谱分析
2.3.5 电化学性能分析
2.3.6 理论模拟分析
2.4 本章小结
第三章 磷掺杂硫钴化物电催化剂的制备与析氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 电催化剂的制备
3.2.2 物理表征
3.2.3 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 催化剂的制备与X衍射分析
3.3.2 扫描电镜和能谱分析
3.3.3 X射线光电子能谱与透射电镜分析
3.3.4 电化学性能分析
3.3.5 理论模拟分析
3.4 本章小结
第四章 硫掺杂磷化镍超长纳米线的制备与析氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料制备
4.2.2 物理表征
4.2.3 电化学测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 扫描电镜与X射线衍射分析
4.3.2 透射电镜与能谱分析
4.3.3 电化学性能分析
4.4 本章小结
第五章 硫掺杂磷化铁电催化剂的制备与析氢性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 材料制备
5.2.2 物理表征
5.2.3 电化学测试
5.2.4 电化学活性面积测试及周转频率计算
5.3 结果与讨论
5.3.1 X射线衍射与扫描电镜分析
5.3.2 透射电镜分析
5.3.3 能谱及X射线光电子能谱分析
5.3.4 电化学性能分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 主要创新
6.3 展望与建议
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：2980119
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/2980119.html
