發(fā)布時間：2020-12-28 04:23

　　能源匱乏與環(huán)境污染的日益加劇使電解水技術得到了廣泛研究。析氫反應（HER）和析氧反應（OER）是電解水過程中的兩個半反應過程�，F(xiàn)今,鉑碳（Pt/C）被認為是最佳的HER催化劑,而IrO₂與RuO₂被認為是最佳的OER催化劑。但是,由于貴金屬催化劑的高成本及稀缺性限制了其在電解水技術中的應用。因此,非Pt、少Pt催化劑受到越來越廣泛的關注,然而,非Pt、少Pt催化劑又往往存在制備時間長,制備過程復雜等缺點。在本論文中,我們基于銀納米線設計合成了系列復合納米材料,并將其應用于電催化性能研究。主要內容如下:1、通過在銀納米線修飾含氮聚合物,結合Pd納米粒子,經(jīng)高溫一步制備出界面組成為Pd-C/N的電催化劑。具體包括:以包覆多巴胺的AgNWs為基底吸附直徑為4 nm左右的Pd納米顆粒,經(jīng)高溫煅燒得到了Pd負載的C/N摻雜Ag納米線（Pd-C/N-AgNWs）。我們詳細研究了煅燒溫度對催化性能的影響,并且發(fā)現(xiàn)煅燒過程中所形成的Pd-C/N界面有助于提高HER催化性能。該催化劑在-10 mA/cm²時的過電勢僅為111 mV,Taf... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

催化劑在酸性電解液中HER的兩種機理[4]

基于銀納米線構建復合電催化劑的研究近年來，由于碳基催化劑對酸/堿有穩(wěn)定的化學性質并具有低過電位等屬性激發(fā)了許多科研人員的興趣[5]。特別地，雜原子（如 N，S，P，B 或其他）作為碳的摻雜劑，可以調節(jié)碳的物理和化學性質，以獲得更多的反應位點。更重要的是，這一方法可以提高吸附原子/分子進行催化反應的能力，并且基本不損害導電性能。1.3.2.1 N 摻雜碳催化劑

圖 1.3 （a）g-C3N4@x-pGr 的合成過程機理圖[16]；（b）Graphene 和（c）（d）納米孔狀 Graphene的 TEM 圖[16]。Fig.1.3 (a) Schematic representation of the growth of g-C3N4@x-graphene (x S, Se, S-Se)[16]. TEMimages of (b) pure graphene and (c and d) nanoporous graphene[16].摻雜其他雜原子（例如：B[13]和 S[14]）電催化活性的研究引起了越來越多的注意。Asefa 等[13]報道了一種簡便的濕化學合成方法合成了 B 摻雜石墨烯的無金屬電催化劑，該催化劑表現(xiàn)出了低的起始電位（200 mV）及相對低的 Tafel 斜率（99 mV/dec）。此外，Amini 等[15]成功地合成了摻 S 的石墨烯納米片，表現(xiàn)出了更高的活性。為引入結構缺陷，他們將 S 摻雜物在石墨烯晶格中，形成 S-C 鍵，這似乎與 HER 的活性中心有關。Lees 課題組[16]報道了將 g-C3N4與 S、Se 或 S-Se 摻雜的石墨烯偶聯(lián)而成的分子無金屬催化劑（圖 1.3）。Chen 等[17]利用花生根瘤熱分解，制備了硫氮自摻雜碳納米片作為高效的非金屬催化劑。電化學測試表明，該催化劑在酸性條件下中具有明顯的電催化活性，過電位僅為 27 mV，Tafel 斜率為 67.8 mV/dec，催化穩(wěn)定性較好。


本文編號：2943116