發(fā)布時(shí)間：2022-12-18 07:30

　　有效的電解水催化劑在人工光合系統(tǒng)和太陽(yáng)能燃料中起著至關(guān)重要的作用。在溫和條件下開發(fā)低成本且高活性的析氫、析氧催化劑具有很大的挑戰(zhàn)性。如今,基于新穎的超薄鈷基納米片復(fù)合材料的電催化應(yīng)用潛能獲得了人們的關(guān)注。因其獨(dú)特的化學(xué)、物理特性,使得它在電催化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但是鈷基（CO3O4、CoP、CoS）納米片導(dǎo)電性差、易于堆積等特點(diǎn)使它的電化學(xué)活性面的暴露降低。為了實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用,我們采用兩個(gè)策略充分提升鈷基納米片電催化性能,研究?jī)?nèi)容如下:1、通過(guò)一步水熱法制備超薄二維CO3O4納米片/還原氧化石墨烯（rGO）納米復(fù)合物,并將其應(yīng)用于析氧電催化反應(yīng)。超薄Co304/rGO納米復(fù)合物在堿性條件下展現(xiàn)出強(qiáng)穩(wěn)定性、290 mV過(guò)電位、68 mA dec-1塔菲爾斜率,具有優(yōu)異的電催化性能,該結(jié)果明顯優(yōu)于純CO304顆粒。為驗(yàn)證該合成方法的普適性,將實(shí)驗(yàn)從二維rGO拓展至零維（0D）碳球（CS）、一維（1D）碳納米管（CNTs）。隨著納米碳材料維度的遞增,復(fù)合材料的氧空位比例提升、電化學(xué)活性比表面增加、電催化析氧（OER）性能提升,結(jié)果表明電化學(xué)活性與碳基底的表面積密切相關(guān)。碳材料的加入增強(qiáng)了材... 

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 電解水制氫概述
        1.1.1 發(fā)展氫能源的必要性
        1.1.2 主要制氫技術(shù)和存在的問題
        1.1.3 電解水的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
        1.1.4 電解水制氫反應(yīng)原理
            1.1.4.1 析氫反應(yīng)機(jī)理
            1.1.4.2 析氧反應(yīng)機(jī)理
    1.2 電解水催化電極的構(gòu)建
    1.3 超薄鈷基納米片電催化電極的構(gòu)建
        1.3.1 超薄納米片的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 鈷基化合物
    1.4 導(dǎo)電載體的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 納米碳材料
            1.4.1.1 石墨烯
            1.4.1.2 碳納米管
            1.4.1.3 碳球
        1.4.2 泡沫鎳
    1.5 納米陣列
    1.6 研究目的和內(nèi)容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 超薄Co_3O_4納米片/納米碳復(fù)合材料的制備及電催化性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 表征技術(shù)
        2.2.3 電化學(xué)測(cè)試
    2.3 超薄Co_3O_4納米片/納米碳復(fù)合材料的制備
        2.3.1 GO的制備
        2.3.2 超薄Co_3O_4納米片的制備
        2.3.3 超薄Co_3O_4/rGO納米復(fù)合物的制備
        2.3.4 超薄Co_3O_4/CS納米復(fù)合物的制備
        2.3.5 超薄Co_3O_4/CNTs納米復(fù)合物的制備
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 超薄Co_3O_4/納米碳復(fù)合材料的表征
            2.4.1.1 超薄Co_3O_4/rGO納米復(fù)合物的表征
            2.4.1.2 超薄Co_3O_4/CS納米復(fù)合物的表征
            2.4.1.3 超薄Co_3O_4/CNTs納米復(fù)合物的表征
        2.4.2 超薄Co_3O_4/納米碳復(fù)合材料的OER性能研究
            2.4.2.1 線性掃描伏安法
            2.4.2.2 塔菲爾曲線
            2.4.2.3 電催化穩(wěn)定性測(cè)試
            2.4.2.4 電化學(xué)活性比表面測(cè)試
            2.4.2.5 方阻測(cè)試和電化學(xué)阻抗測(cè)試
    2.5 小結(jié)
第三章 超薄鈷基/泡沫鎳納米片陣列電極的制備及電催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 表征分析技術(shù)
        3.2.3 電化學(xué)測(cè)試
    3.3 超薄鈷基/泡沫鎳納米片陣列的制備
        3.3.1 超薄Co_3O_4/Nifoam納米片陣列的制備
        3.3.2 超薄CoP/Ni foam納米片陣列的制備
        3.3.3 超薄CoS/Ni foam納米片陣列的制備
    3.4 結(jié)果和討論
        3.4.1 超薄鈷基納米片/泡沫鎳納米片陣列的表征
        3.4.2 超薄鈷基/泡沫鎳納米片陣列材料的OER性能研究
        3.4.3 超薄鈷基/泡沫鎳納米片陣列材料的HER性能研究
        3.4.4 超薄鈷基/泡沫鎳納米片陣列材料的全水解測(cè)試
    3.5 小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]泡沫鎳及鎳電池市場(chǎng)[J]. 張聚東.  新材料產(chǎn)業(yè). 2007(05)



本文編號(hào)：3721633