發(fā)布時間：2023-06-17 23:19

　　隨著能源短缺和環(huán)境污染等問題日益突出,優(yōu)化新型能源轉(zhuǎn)換裝置(如鋅-空氣電池)的關(guān)鍵之一是設(shè)計并制備出高效且價格低廉的電催化劑。雖然貴金屬催化劑鉑(Pt)、釕(Ru)和銥(Ir)已經(jīng)具有良好的催化性能,但是其昂貴的價格、匱乏的儲量和較差的穩(wěn)定性嚴重制約了鋅-空氣電池的規(guī)模化應(yīng)用。所以,研制價格低、高效穩(wěn)定的非貴金屬催化劑對于鋅-空氣電池的發(fā)展及商業(yè)化應(yīng)用有著重要的意義。據(jù)文獻報道,CoSe₂具有良好的催化性能,但是仍存在有效催化活性位點過少等問題。本文從結(jié)構(gòu)調(diào)控入手,以金屬-有機骨架材料為前驅(qū)體,通過維度控制、異質(zhì)雜化等手段制備一系列CoSe₂/Co復(fù)合碳材料電催化劑,并研究其相關(guān)的電化學(xué)性能。采用掃描電鏡、X射線衍射儀、透射電鏡、X射線光電子能譜儀、拉曼光譜分析和電化學(xué)測試等多種表征手段分析了材料的成分、結(jié)構(gòu)和電催化氧還原(ORR)性能之間的關(guān)系,并通過鋅-空氣電池測試進一步研究了催化劑在實際應(yīng)用中的性能和穩(wěn)定性。主要內(nèi)容如下:首先,合成雜化Zn/Co-ZIFs,通過高溫碳化及氣相硒化,制得一系列嵌有CoSe₂/Co異質(zhì)...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鋅-空氣電池的概述
        1.2.1 鋅-空氣電池的工作原理
        1.2.2 鋅-空氣電池空氣電極
    1.3 氧還原、氧析出反應(yīng)概述
        1.3.1 氧還原反應(yīng)機理
        1.3.2 氧析出反應(yīng)機理
    1.4 非貴金屬催化劑研究進展
        1.4.1 鈷基硫族化合物催化劑
        1.4.2 碳基材料催化劑
        1.4.3 MOF及其衍生物催化劑
        1.4.4 改善電催化性能的方法
    1.5 本論文的研究思路及研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 實驗主要試劑及儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 X-射線粉末衍射儀
        2.2.4 X-射線光電子能譜分析
        2.2.5 拉曼光譜分析
        2.2.6 比表面及孔徑分析技術(shù)
    2.3 電化學(xué)測試及鋅-空氣電池測試
        2.3.1 電化學(xué)測試
        2.3.2 鋅-空氣電池測試
第3章 CoSe₂/Co@NC-CNTs復(fù)合材料的制備及其電催化氧還原性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑及儀器
        3.2.2 雜化Zn/Co-ZIFs的制備
        3.2.3 Co@NC-CNTs的制備
        3.2.4 CoSe₂/Co@NC-CNTs的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 電催化氧還原性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 CoSe₂/Co@NCNFs復(fù)合材料的制備及其電催化氧還原性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑及儀器
        4.2.2 雜化Zn/Co-ZIF的制備
        4.2.3 Zn/Co-ZIF@PAN納米纖維的制備
        4.2.4 Co@NCNF的制備
        4.2.5 CoSe₂/Co@NCNFs的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 電催化氧還原性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 CoSe₂/Co復(fù)合碳材料基鋅-空氣電池的電池性能研究
    5.1 引言
    5.2 鋅-空氣電池測試部分
        5.2.1 實驗試劑及儀器
        5.2.2 鋅-空氣電池的工作原理
        5.2.3 鋅-空氣電池的測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 CoSe₂/Co@NC-CNT-1 基鋅-空氣電池的性能研究
        5.3.2 CoSe₂/Co@NCNF-3 基鋅-空氣電池的性能研究
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
導(dǎo)師評語
答辯委員會決議書
致謝
攻讀碩士期間的研究成果



本文編號：3834335