為了滿足人類對自身發(fā)展的需要,性能優(yōu)越且廉價(jià)可靠的新能源,新材料成為研究者追尋的目標(biāo)。銅價(jià)格低廉,開采簡單,理化性能優(yōu)越,在日常生活中的各個(gè)方面都有著其應(yīng)用。在本文中,我們設(shè)計(jì)并制備了多種性能優(yōu)異的銅納米材料,可應(yīng)用于水,肼,以及甲醇的電化學(xué)催化氧化以及透明導(dǎo)電薄膜的構(gòu)建,并對涉及到的相關(guān)機(jī)理進(jìn)行了討論。這些銅納米材料在工業(yè)電解制氫,燃料電池,透明電極等領(lǐng)域有著應(yīng)用的潛力,對機(jī)理的討論與理解也為其它材料的設(shè)計(jì)提供了一定的參考。詳細(xì)內(nèi)容如下:結(jié)合對電沉積制備Cu-Se薄膜的研究,我們設(shè)計(jì)了一種簡單易行的兩步沉積的方法,在電極基底表面直接生長形成花朵狀CuO納米陣列。納米陣列在水的電化學(xué)氧化與肼的電化學(xué)氧化方面都表現(xiàn)出極佳的催化活性與穩(wěn)定性。通過極為簡單的方法,在泡沫銅電極表面直接生長形成具有Cu（220）擇優(yōu)取向的銅納米顆粒陣列。材料對肼和甲醇都有著良好的電化學(xué)催化活性,有成為非貴金屬陽極催化劑的潛力。通過調(diào)整溶液的極性,我們制備得到了具有高長徑比的銅納米線材料,并將其分散形成透明薄膜。進(jìn)一步,我們利用硝酸銀的置換反應(yīng),在較為溫和的條件下制備得到了具有良好透光率與導(dǎo)電性能的透明導(dǎo)電薄膜。 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

常見金屬單質(zhì)HE過程的創(chuàng)火山曲線”f<3

氧過程成為了限制反應(yīng)速率的重要因素Ｒｕ０２Ｍ，ｌｒ〇２＆＃具有較多的空穴％，在理論上有著優(yōu)秀的電解水氧化性常用的催化材料。但Ｒｕ，?ｌｒ等價(jià)格高昂，儲(chǔ)量有限，難以需求。在貴金屬體系內(nèi)引入非貴金屬的摻雜是降低催化劑ｏ，丨４８］Ｂ，?［４９】Ｔｉ０２，?［５〇ｌＴａ２０５，【５１】Ｎｉ（ＯＨ）２，丨５２】碳納米管［５３］，１「０２，?ＲＵ〇２形成復(fù)合材料，取得了一定的成果。復(fù)合催化催化劑的成本，但仍然沒有擺脫對貴金屬催化劑的依賴，，可靠的非貴金屬催化劑才是電解水陽極催化劑的最佳ＯＥＲ過程的“火山曲線”，我們不難發(fā)現(xiàn)除了?Ｒｕ０２，?１「０２Ｏ等也具有較小的過電勢％，因而基于過渡金屬的新型貴金屬，成為新一代的電化學(xué)產(chǎn)氧電極材料。除了較低提高陽極表面的反應(yīng)速率，并且保證在較大的工作電流間穩(wěn)定性也是研宄中的重要考慮因素。納米材料相比與本越的催化活性，篩選合適的制備條件，調(diào)控材料的形貌墨烯，碳納米管等新型納米材料進(jìn)行復(fù)合等都是尋找新－１．Ｑ?ｒ＿？？？？■■■￣ｒ?？?ｉ?＇ｉ?＇｛＇?ｒ?＂ｔ？???

圖４?Ｃｕ／Ｃｕ２０／Ｃｕ０三元納米催化劑的形成機(jī)理??過程中的重要探宄方向。近年來，非貴金屬的磷化物，硫化物，硒化物，氧化物，??氫氧化物，以及氫氧氧化物被發(fā)現(xiàn)具有良好的ＯＥＲ催化性能，并吸引了研宄者??們的廣泛關(guān)注。ｊｉａｎｇ等％】利用電沉積的方法得到了?ＣｏＰ納米催化劑，同時(shí)具有??優(yōu)秀的電化學(xué)產(chǎn)氫與產(chǎn)氧的催化能力。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ＣｏＰ在經(jīng)過電化學(xué)產(chǎn)氧反應(yīng)過??后己經(jīng)部分轉(zhuǎn)化為Ｃｏ的氧化物，而氧化后的產(chǎn)物可能是真正意義上具有催化能??力的成分。Ｙａｎｇ等【５７】在Ｃｏ納米線陣列的基礎(chǔ)上生長出一層ＣｏＮｉＦｅ的氣氧氧化??物薄層，形成了疏松多孔的納米陣列催化劑，堿性溶液中具有極高的ＯＥＲ催化??活性與長時(shí)間穩(wěn)定性，納米結(jié)構(gòu)在１０小時(shí)電解過后仍然保持著原有的結(jié)構(gòu)。??ＮｉＦｅＯＯＨ被發(fā)現(xiàn)具有非常好的０ＥＲ催化性能，其具體的電化學(xué)氧化機(jī)理也被深??入的進(jìn)行了討論。Ｌｉｕ等Ｍ則將Ｚｎ引入了?Ｃｏ３０４的晶格之內(nèi)，制備出Ｚｎ摻雜的??Ｃ〇３０４納米催化劑，納米顆粒由一維的菱形納米片組裝形成針狀的二級結(jié)構(gòu)，在??堿性溶液中有著出色的０ＥＲ催化性能。ＮｉＯＯＨ本身具有很好的催化水的電化學(xué)??氧化的性能，因而很長時(shí)間以來Ｎｉ也一直被認(rèn)為是催化劑之中的活性中心，但??之后的研宄發(fā)現(xiàn)，測試用的水中溶解的Ｆｅ離子參與到了電催化氧化水的過程之??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3625024