化石燃料的枯竭和環(huán)境污染是21世紀(jì)人類社會面臨全球性挑戰(zhàn),鋅空氣電池(ZABs)和水分解制氫成為了有效應(yīng)對能源問題的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)。這些技術(shù)的核心反應(yīng)包括氧析出反應(yīng)(OER),氧還原反應(yīng)(ORR)和析氫反應(yīng)(HER),每兩個反應(yīng)的組合滿足特定的電化學(xué)應(yīng)用。金屬有機(jī)框架(MOFs)衍生的復(fù)合材料具有可調(diào)節(jié)的活性位點(diǎn)和穩(wěn)定的機(jī)械納米結(jié)構(gòu),已經(jīng)被廣泛用作各種電化學(xué)反應(yīng)的催化劑。本論文旨在開發(fā)高暴露活性位點(diǎn)、高電子傳輸和離子擴(kuò)散結(jié)構(gòu)以及成本低廉的雙功能ZIF-67衍生納米結(jié)構(gòu)電催化劑。本論文在生長垂直石墨烯(VG)的碳布表面誘導(dǎo)ZIF-67納米晶的生長,以其為自犧牲模板,在三聚氰胺的輔助熱解下制備了自支撐的CCVG@CoNC_T電極材料。依賴多壁碳納米管、金屬Co和Co-N_xC位點(diǎn),以及原位形成的Co氧化物之間的協(xié)同催化作用,提高電催化OER和ORR性能。利用特殊的自支撐分級納米結(jié)構(gòu)獲得優(yōu)異的雙功能OER和ORR活性。CCVG@CoNC₈₀₀催化ORR的氧氣還原峰位置在0.866 V vs.RHE,其催化OER需要357 mV的過電...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及研究的目的和意義
    1.2 電催化材料概述
        1.2.1 非金屬碳材料
        1.2.2 貴金屬基催化劑
        1.2.3 過渡金屬電催化劑
        1.2.4 雜原子摻雜碳載過渡金屬材料
    1.3 MOFs衍生電催劑的發(fā)展概況
        1.3.1 MOFs材料概述
        1.3.2 MOFs衍生電催化材料的研究現(xiàn)狀與分析
    1.4 課題的主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)使用的儀器及試劑
        2.1.1 儀器設(shè)備
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 能譜分析
        2.2.3 X射線衍射分析
        2.2.4 透射電子顯微鏡
        2.2.5 拉曼光譜分析
        2.2.6 原子力顯微鏡分析
        2.2.7 X射線光電子能譜分析
    2.3 電化學(xué)性能測試方法
        2.3.1 ORR測試方法
        2.3.2 OER測試方法
        2.3.3 HER測試方法
        2.3.4 鋅空氣電池測試方法
        2.3.5 水分解測試方法
第3章 CCVG@CoNCT材料的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 CCVG@CoNCT的制備及ZAB的搭建方法
        3.2.1 CCVG@CoNCT的制備
        3.2.2 全固態(tài)ZAB的制作方法
    3.3 雙功能電催化材料CCVG@CoNCT的表征
        3.3.1 垂直石墨烯的表征
        3.3.2 CCVG@CoNC_T的表征
    3.4 CCVG@CoNC_T的電化學(xué)性能測試及分析
        3.4.1 ORR性能測試
        3.4.2 OER性能測試
        3.4.3 ORR和 OER電化學(xué)性能機(jī)理分析
    3.5 全固態(tài)鋅空氣電池的搭建及性能測試
    3.6 本章小結(jié)
第4章 CC/CNTs@CoS_xSe₍2(1-x))材料的制備及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 CC/CNTs@CoS_xSe₍2(1-x))材料的制備
    4.3 CC/CNTs@CoS_xSe₍2(1-x)_材料的表征
    4.4 CC/CNTs@CoS_xSe₍2(1-x))的電化學(xué)性能測試
        4.4.1 HER性能測試
        4.4.2 OER性能測試
        4.4.3 HER和 OER電化學(xué)性能機(jī)理分析
        4.4.4 水分解性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 CNTs@CoP材料的制備及電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 CNTs@CoP材料的制備
    5.3 CNTs@CoP的表征
    5.4 CNTs@CoP電化學(xué)性能測試及分析
        5.4.1 HER性能測試
        5.4.2 OER性能測試
        5.4.3 HER和 OER電化學(xué)性能機(jī)理分析
        5.4.4 小分子氧化水分解性能測試
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3799149