電催化劑在可再生能源裝置如金屬空氣電池和電解水裝置中具有十分廣泛的應(yīng)用。析氫反應(yīng)（HER）、析氧反應(yīng)（OER）以及氧還原反應(yīng)（ORR）電催化劑的研究由來已久,近年來,ORR/OER和HER/OER雙功能的催化劑的發(fā)展逐漸成為研究的熱點(diǎn)。Pt、RuO₂以及IrO₂等貴金屬基催化劑被認(rèn)為是ORR、HER以及OER最好的電催化劑,但是由于其資源有限、成本較高以及循環(huán)穩(wěn)定較差等缺陷,制約了諸多新能源裝置的大規(guī)模商業(yè)化利用。因此,制備高效穩(wěn)定的非貴金屬基電催化劑是解決問題的關(guān)鍵。目前,非貴金屬基納米材料的催化活性位點(diǎn)還不明確,因此研究材料的催化活性位點(diǎn)是十分必要的。本文采用一步水熱法制備出氮摻雜石墨烯負(fù)載四氧化三鈷納米晶體,無(wú)模板劑和添加劑。通過調(diào)控反應(yīng)中氨水的用量,分別制備出氮摻雜石墨烯負(fù)載四氧化三鈷納米立方（Co₃O₄-NC/N-rGO）、氮摻雜石墨烯負(fù)載四氧化三鈷納米截角八面體（Co₃O₄-NTO/N-rGO）、氮摻雜石墨烯負(fù)載四氧化三鈷納米多面體（Co

【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

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 金屬空氣電池的概述
        1.1.1 金屬鋅-空氣電池研究進(jìn)展
        1.1.2 鋅陽(yáng)極
        1.1.3 電解質(zhì)
        1.1.4 空氣電極
            1.1.4.1 空氣電極的結(jié)構(gòu)
            1.1.4.2 催化劑
    1.2 電解水裝置
    1.3 電催化反應(yīng)
        1.3.1 氧還原反應(yīng)(ORR)
        1.3.2 析氧反應(yīng)(OER)
        1.3.3 析氫反應(yīng)(HER)
    1.4 論文的意義及其主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 本論文的研究意義
        1.4.2 本論文的主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
    2.2 電催化劑的表征
        2.2.1 粉末X射線衍射
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 場(chǎng)發(fā)射高分辨透射電子顯微鏡
        2.2.4 激光拉曼光譜表征
        2.2.5 BET比表面積測(cè)試
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 電化學(xué)性能分析
        2.3.1 工作電極的制備
        2.3.2 催化劑測(cè)試電解池系統(tǒng)
        2.3.3 金屬空氣電池測(cè)試系統(tǒng)
        2.3.4 氧還原(ORR)實(shí)驗(yàn)
        2.3.5 析氧反應(yīng)(OER)實(shí)驗(yàn)
        2.3.6 催化劑電化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試
第3章 氮摻雜石墨烯負(fù)載Co_3O_4納米晶體的制備及其電催化性能研究.
    3.1 引言
    3.2 Co_3O_4-NC/N-rGO、Co_3O_4-NTO/N-rGO和Co_3O_4-NP/N-rGO可控合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 氮摻雜石墨烯負(fù)載四氧化三鈷納米材料的結(jié)構(gòu)形貌表征
        3.3.2 ORR電催化性能研究
        3.3.3 OER電催化性能研究
        3.3.4 堿性金屬空氣電池性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不銹鋼網(wǎng)負(fù)載Ni摻雜CoS_2納米針的制備及其電催化性能研究.
    4.1 引言
    4.2 不銹鋼網(wǎng)負(fù)載Ni摻雜CoS_2納米針陣列的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不銹鋼網(wǎng)負(fù)載Ni摻雜CoS_2納米針陣列的結(jié)構(gòu)形貌表征
        4.3.2 不銹鋼網(wǎng)負(fù)載Ni摻雜CoS_2納米針陣列的電催化性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 本文結(jié)論與展望
    5.1 全文結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3197740