貴金屬Pt是電解水制氫時(shí)常用的析氫催化劑,但由于Pt資源匱乏,價(jià)格昂貴,迫切需要開(kāi)發(fā)一種無(wú)貴金屬的新型析氫催化劑。目前雖然已開(kāi)發(fā)出Ni3N、Mo S2等析氫催化劑,但其催化活性相對(duì)于Pt仍較低,需要開(kāi)發(fā)催化活性更高的新型析氫催化劑。在已經(jīng)報(bào)道的各種電解水析氫催化劑中,Ni基和Mo基催化劑最具發(fā)展?jié)摿�。具有雙d電子軌道的Ni(3d84s2)利于水分子的電子遷移和后續(xù)的O-H鍵的裂解,而具有半空d電子軌道的Mo(4d55s1)有利于吸附氫(Hads)的形成。因此,NiMo析氫催化劑有望降低析氫反應(yīng)(HER)過(guò)程中的能壘,加快堿性條件下的HER動(dòng)力學(xué),成為代替貴金屬Pt的新型析氫催化劑。本文采用磁控濺射工藝制備N(xiāo)iMo薄膜,首先研究磁控濺射工藝參數(shù)對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和析氫催化性能的影響,并通過(guò)N摻雜、反濺法表面刻蝕以及Ar等離子體表面刻蝕等調(diào)控技術(shù)進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)調(diào)控。薄膜結(jié)構(gòu)、表面形貌和成分主要采用X射線(xiàn)衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)等手段,析氫催化性能通過(guò)電化學(xué)工作站進(jìn)行測(cè)試。采取控制變量法,研究了不同磁控濺射工藝參數(shù)下NiMo薄膜的成分、結(jié)構(gòu)、組織形貌和析氫催化性能,確定了...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 氫氣制備技術(shù)
        1.2.1 天然氣制氫
        1.2.2 煤氣化制氫
        1.2.3 電解水制氫
    1.3 析氫催化反應(yīng)原理及性能表征
        1.3.1 析氫催化反應(yīng)原理
        1.3.2 析氫催化性能的表征
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 Ni基析氫催化劑
        1.4.2 Mo基析氫催化劑
        1.4.3 NiMo基析氫催化劑
        1.4.4 膜結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)
    1.5 本文的研究目的及主要研究?jī)?nèi)容
第2章 材料與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 研究方案
    2.2 磁控濺射工藝參數(shù)的選取
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法與所用設(shè)備
        2.3.1 磁控濺射設(shè)備鍍NiMo膜
        2.3.2 NiMo薄膜的結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)
        2.3.3 析氫催化性能測(cè)試
    2.4 分析手段
        2.4.1 X射線(xiàn)衍射分析
        2.4.2 掃描電子顯微分析
第3章 磁控濺射工藝對(duì)NiMo薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    3.1 引言
    3.2 濺射功率對(duì)NiMo薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    3.3 基底溫度對(duì)NiMo薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        3.3.1 基底溫度對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        3.3.2 基底溫度對(duì)Ni80Mo20薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    3.4 基底偏壓對(duì)NiMo薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        3.4.1 基底偏壓對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        3.4.2 基底偏壓對(duì)Ni80Mo20薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 結(jié)構(gòu)調(diào)控工藝對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    4.1 引言
    4.2 N摻雜對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    4.3 反濺法對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        4.3.1 反濺功率對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        4.3.2 反濺時(shí)間對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    4.4 Ar等離子體刻蝕對(duì)Ni₂₀Mo₈₀ 薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        4.4.1 屏極電壓對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
        4.4.2 刻蝕時(shí)間對(duì)Ni₂₀Mo₈₀薄膜結(jié)構(gòu)與析氫催化性能的影響
    4.5 不同膜結(jié)構(gòu)調(diào)控工藝的對(duì)比
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3800412