隨著全球人口的增長,能源需求的增加以及氣候變化的迫在眉睫,人們對能源未來的安全性提出了重大關切。氫氣析出（HER）、氧氣還原（ORR）等為代表的能源電催化是電解水制氫、燃料電池、金屬空氣電池等下一代清潔高效能源系統(tǒng)的核心技術,也是關鍵瓶頸。目前,最先進的、商業(yè)化的HER/ORR電催化劑多是基于Pt基納米材料的,然而,Pt資源稀缺,價格高昂,且穩(wěn)定性較差,限制了其廣泛的技術應用。碳材料由于其物理化學性質(zhì)穩(wěn)定、表面積大、導電性好、形態(tài)可調(diào)控、制備容易并且具有經(jīng)濟可行性而廣受研究者關注。但是,純碳材料的電催化活性很有限,需要將其通過各種手段進行改性來提高活性,主要有兩個方向:一是碳材料與非貴金屬化合物復合,兩者協(xié)同作用,使導電性和暴露的活性位點增加,從而提高電催化活性;二是碳材料自身作為活性相,通過雜原子摻雜,激活催化活性。本文圍繞雜原子摻雜改性碳基材料的合成及電催化性能開展工作,重點研究了其制備過程和電催化性能改善機理,主要從以下兩方面進行論述:1.設計并合成了一種具有雙殼結(jié)構的氮摻雜碳@MoSe2（NC@MoSe2）空心納米盒,該納米盒由MoSe2超薄納米片構成的外層與支撐的內(nèi)部氮摻雜碳... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水析氫反應催化劑的研究進展
        1.2.1 析氫反應機理
        1.2.2 碳基析氫反應催化劑研究進展
    1.3 氧還原反應催化劑的研究進展
        1.3.1 氧還原反應機理
        1.3.2 碳基氧還原反應催化劑研究進展
    1.4 本論文的研究目的及內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 化學試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 表征分析
第三章 分層雙殼結(jié)構N-doped carbon@MoSe_2空心納米盒的制備及其電催化析氫反應性能
    3.1 引言
    3.2 實驗步驟
        3.2.1 NC@MoSe_2雙殼結(jié)構空心納米盒的合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 NC@MoSe_2空心納米盒的合成及結(jié)構表征
        3.3.2 NC@MoSe_2空心納米盒的電催化HER性能測試
        3.3.3 第一性原理計算
    3.4 本章小結(jié)
第四章 N,S共摻雜石墨烯空心球的合成及其電催化氧還原性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 N,S共摻雜石墨烯空心球的合成
        4.2.2 結(jié)構成分及電催化性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 NSGHS的合成及結(jié)構表征
        4.3.2 NSGHS的電催化ORR性能測試
        4.3.3 第一性原理計算
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3657919