近年來,能源的日益緊缺及化石能源對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的嚴(yán)重威脅引起了世界各國的關(guān)注。電解水制氫以其清潔高效、操作簡單等特點(diǎn)成為當(dāng)下解決能源危機(jī)的重要途徑。傳統(tǒng)貴金屬催化劑仍是催化電解水制氫的主力,然而這些貴金屬的稀缺性和高成本大大阻礙了它們的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此,開發(fā)具有優(yōu)異電催化性能和低成本的新型析氧反應(yīng)(OER)和析氫反應(yīng)(HER)電催化劑具有重要的現(xiàn)實意義。基于此,本文選取價格低廉、性能良好的Co基納米材料,通過對合成路線及反應(yīng)條件的調(diào)控,制備電催化性能優(yōu)異的催化劑;并以析氧反應(yīng)(OER)和析氫反應(yīng)(HER)為模型反應(yīng),對所制得的納米材料的催化性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本論文的主要研究工作如下:(1)采用水熱法,控制合成了N、P、F三摻雜的Ni-Co雙金屬氫氧化物前驅(qū)體,進(jìn)一步在NH₃氣氛下煅燒,得到了雙重氮化的PF/Ni_1.5Co_1.5N納米催化材料。以析氧反應(yīng)為模型反應(yīng),重點(diǎn)研究了表面雜原子對催化性能提升的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明:該納米催化劑為一維結(jié)構(gòu),具有較大的比表面積,表面雜原子的摻雜及雙重氮化作用,使其表面暴露更多...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
一、緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水概述
        1.2.1 氫能源概述
        1.2.2 制備氫氣的方法
        1.2.3 電解水制氫
    1.3 析氧反應(yīng)
        1.3.1 工作原理
        1.3.2 催化劑種類
    1.4 析氫反應(yīng)
        1.4.1 工作原理
        1.4.2 催化劑種類
    1.5 本論文的選題依據(jù)及研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
二、Ni_1.5Co_1.5N納米催化材料的合成、表面摻雜及電催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 試劑和儀器
        2.2.2 PF/Ni_1.5Co_1.5N納米催化材料的合成
        2.2.3 催化劑的表征
        2.2.4 析氧反應(yīng)測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 PF/Ni_1.5Co_1.5N(NIN)納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 PF/Ni_1.5Co_1.5N(NIN)納米催化劑的尺寸形貌分析
        2.3.3 PF/Ni_1.5Co_1.5N(NIN)納米催化劑的表面元素組成及價態(tài)分析
        2.3.4 PF/Ni_1.5Co_1.5N(NIN)納米催化劑的電催化析氧性能研究
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
三、MOF模板導(dǎo)向Co基三維納米材料的合成、表征及電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑和儀器
        3.2.2 CoMO、CoMN、CoMP和CoMS(M=Co,Ni,Zn)納米催化材料的合成
        3.2.3 催化劑的表征
        3.2.4 析氧反應(yīng)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Co基納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 Co基納米催化劑的尺寸形貌分析
        3.3.3 Co基納米催化劑的孔結(jié)構(gòu)和比表面分析
        3.3.4 Co基納米催化劑對電化學(xué)析氧性能研究
        3.3.5 Co基納米催化劑的電化學(xué)析氫性能研究
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
四、Bi摻雜三維花狀CoP納米材料的合成、電子結(jié)構(gòu)調(diào)控及電催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑和儀器
        4.2.2 Bi/CoP納米催化材料的合成
        4.2.3 催化劑的表征
        4.2.4 析氫反應(yīng)測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Bi/CoP納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 Bi/CoP納米催化劑的尺寸形貌分析
        4.3.3 Bi/CoP納米催化劑的表面元素組成及價態(tài)分析
        4.3.4 堿性條件電化學(xué)析氫性能研究
        4.3.5 酸性條件電化學(xué)析氫性能研究
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
五、總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
論文發(fā)表情況
致謝



本文編號：3987970