發(fā)展清潔能源是解決環(huán)境問題非常重要的方法。電解水制備氫氣與氧氣提供了一種有前途的儲備清潔能源的策略。因為OER較HER而言是一個多電子轉(zhuǎn)移過程并且反應(yīng)動力學(xué)差、過電勢高,所以O(shè)ER被視為電解水的決速過程。過渡金屬基材料因其豐富的儲備、獨特的電子特性、多樣的晶體結(jié)構(gòu)而被廣泛的應(yīng)用于OER催化。尤其,LDHs（邊共享的八面體MO₆層）作為二維家族中的一員更是表現(xiàn)出優(yōu)異的OER催化性能。改變催化劑的電子結(jié)構(gòu)和修飾表面特性促進電子-質(zhì)子轉(zhuǎn)移是提升活性位點本征活性的有效方法。廣泛關(guān)注的非均相復(fù)合材料中強的界面化學(xué)和電子交互作用可以改變催化劑的電子結(jié)構(gòu)。那么設(shè)計合適的界面之間存在強相互作用的復(fù)合材料可以有效的提升OER催化性能。在此,我們成功地利用在溶液中用激光燒蝕塊體靶材自上而下的合成CoO顆粒和CoFe LDHs納米片復(fù)合材料催化劑,這種復(fù)合材料中的CoO顆粒與CoFe LDHs納米片之間存在耦合的界面結(jié)構(gòu),通過這種界面耦合使得界面處的電子轉(zhuǎn)移得到具有更高催化活性的催化劑。具體研究內(nèi)容如下:1、本文首次采用了激光液相燒蝕合金靶材的方法成功制備了鈷鐵層狀雙金屬氫氧化物負(fù)載氧... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 水氧化反應(yīng)（OER）催化劑研究現(xiàn)狀
    1.3 類水滑石材料介紹
        1.3.1 類水滑石簡介
        1.3.2 類水滑石制備方法
        1.3.3 類水滑石在電催化方面應(yīng)用
    1.4 復(fù)合納米材料
    1.5 脈沖激光燒蝕
    1.6 課題的提出與創(chuàng)新之處
        1.6.1 課題的提出
        1.6.2 研究內(nèi)容
        1.6.3 創(chuàng)新之處
第2章 實驗原料與裝置
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗設(shè)備
        2.2.1 分析天平
        2.2.2 恒溫磁力攪拌器
        2.2.3 超聲波清洗器
        2.2.4 高速冷凍離心機
        2.2.5 真空冷凍干燥機
        2.2.6 納秒脈沖激光器
        2.2.7 恒溫真空干燥箱
        2.2.8 高壓反應(yīng)釜
        2.2.9 移液槍
    2.3 表征設(shè)備
        2.3.1 X射線衍射儀（XRD）
        2.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.3 X射線光電子能譜測試儀（XPS）
        2.3.4 傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）
        2.3.5 原子力顯微鏡（AFM）
        2.3.6 電感耦合等離子體共振光譜（ICP-MS）
        2.3.7 電化學(xué)測試儀器
    2.4 實驗過程
        2.4.1 激光燒蝕法制備CoFe LDHs
        2.4.2 激光燒蝕法制備CoO/CoFe LDHs
        2.4.3 共沉淀法制備CoFe LDHs
        2.4.4 水熱法制備CoO
        2.4.5 共沉淀法制備CoO/CoFe LDHs
    2.5 電化學(xué)測試
        2.5.1 飽和甘汞電極標(biāo)定
        2.5.2 氧化還原性能測試
第3章 激光燒蝕法制備CoO/CoFe LDHs復(fù)合催化劑
    3.1 引言
    3.2 激光燒蝕法制備CoO/CoFe LDHs復(fù)合催化劑的表征
        3.2.1 物相成分表征
        3.2.2 形貌表征
        3.2.3 CoO顆粒與CoFe LDHs片之間的電子相互作用
    3.3 激光燒蝕法制備CoO/CoFe LDHs復(fù)合催化劑OER催化性能
        3.3.1 循環(huán)伏安（CV）曲線的測試
        3.3.2 線性掃描伏安（LSV）曲線的測試
        3.3.3 OER催化穩(wěn)定性能測試
        3.3.4 旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極（RRDE）測試
    3.4 復(fù)合材料OER催化性能提升分析
        3.4.1 電子傳輸
        3.4.2 電化學(xué)活性表面積
        3.4.3 本征活性
    3.5 本章小結(jié)
第4章 共沉淀法制備CoO/CoFe LDHs復(fù)合催化劑
    4.1 引言
    4.2 共沉淀法制備CoO/CoFe LDHs復(fù)合催化劑表征
    4.3 共沉淀法制備CoO/CoFe LDHs復(fù)合催化劑OER催化性能
    4.4 不同制備方法材料性能差異分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 全文結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3149543