過渡金屬碳化物的高效制備及其電催化性能研究
發(fā)布時間:2020-12-05 09:07
在新能源領(lǐng)域,為了解決可持續(xù)發(fā)展能源問題,利用電化學將電能儲存為化學能,是一個有效的解決方案。而為達成將電能儲存為化學能這一過程,電解水就是一個有效的方法。電解水在陽極發(fā)生水氧化反應(OER),升成氧氣,在陰極發(fā)生還原反應(HER)產(chǎn)生氫氣,在這兩個半反應當中,由于OER反應具備很高的過電位(overpotential),導致反應動力學過程慢,限制了整個實驗的效率。因此,迫切需求引入催化劑降低其過電位,從而提升整個能源轉(zhuǎn)化過程的效率。本論文著眼于這一點,從水的電解開始,綜述氫氣能源的優(yōu)勢和在整個新能源行業(yè)之中的意義,并介紹OER電催化劑方面所取得的進展。由于傳統(tǒng)非貴金屬電催化劑催化活性、穩(wěn)定程度并不能令人滿意,并且在生產(chǎn)過程中帶有諸如高溫條件、大量廢氣生產(chǎn)等劣勢,本論文選擇了成本低廉、含量豐富的Fe、Co、Ni系金屬化合物材料為研究對象,在合成過程中通過CaC2引入催化性能優(yōu)秀的金屬碳化物和導電性能良好的碳材料來增強其催化性能。通過CaC2來制備金屬碳化物材料并不僅僅局限于電催化劑領(lǐng)域,在過渡金屬碳化物材料的制備與應用方面,本方法具有普適性:將CaC2置于非質(zhì)子性強極性有機溶液中超聲,...
【文章來源】:山東科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 電催化分解水研究現(xiàn)狀
1.3 金屬碳化物
1.4 本文的研究內(nèi)容
2 實驗設計及表征方法
2.1 主要試劑及儀器
2.2 理化性質(zhì)表征
2.3 合成電極材料
2.4 電化學性能表征
2制備金屬碳化物及其催化性能評價">3 利用CaC2制備金屬碳化物及其催化性能評價
3.1 引言
2制備金屬碳化物"> 3.2 利用CaC2制備金屬碳化物
2還原能力驗證"> 3.3 CaC2還原能力驗證
2與三種過渡金屬制備金屬碳化物催化劑"> 3.4 CaC2與三種過渡金屬制備金屬碳化物催化劑
4 總結(jié)與展望
4.1 總結(jié)
4.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀碩士期間主要成果和獲獎情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]層狀雙金屬氫氧化物用于催化水氧化的研究進展[J]. 王瑞瑞,趙有璟,邵明飛,項頊,段雪. 化工學報. 2016(01)
[2]循環(huán)伏安法測定電極電催化活性的實驗設計[J]. 呂江維,曲有鵬,田家宇,馮玉杰,劉峻峰. 實驗室研究與探索. 2015(11)
[3]清潔、可再生能源利用的回顧與展望[J]. 路甬祥. 科技導報. 2014(Z2)
[4]透射電子顯微鏡[J]. 廣州化學. 2013(02)
[5]碳化鈣還原氧化鎂生產(chǎn)金屬鎂新工藝的熱力學分析[J]. 舒斌,夏德宏. 有色金屬工程. 2013(03)
[6]常見過渡金屬碳化物的研究現(xiàn)狀[J]. 陳佑劍,張紅,葉泓楠,葉貽,錢高瑾,馬劍華. 遼寧化工. 2011(05)
[7]過渡金屬碳化物催化劑的研究與應用進展[J]. 余新江,李長海. 化工時刊. 2011(02)
[8]碳化鈣真空還原鎂熱力學分析及試驗[J]. 彭建平,馮乃祥,陳世棟,武小雷,王紫千. 真空. 2009(03)
[9]碳/氮化鉬的性能、應用及制備[J]. 曹維成,安耿,劉高杰. 中國鉬業(yè). 2006(05)
[10]我國電石行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 蔡杰. 化工技術(shù)經(jīng)濟. 2006(09)
博士論文
[1]碳化鈣的反應活化及新應用基礎研究[D]. 李英杰.北京化工大學 2017
[2]非貴金屬催化劑上氧氣的析出與還原[D]. 張騫.重慶大學 2011
[3]層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管雜化復合材料的制備、結(jié)構(gòu)及其性能研究[D]. 王輝.北京化工大學 2010
[4]負載型碳化鉬催化劑的制備、表征和選擇加氫反應性能的研究[D]. 吳維成.中國科學院研究生院(大連化學物理研究所) 2004
碩士論文
[1]多孔金屬鎳的相轉(zhuǎn)化法制備及其電催化水分解性能的研究[D]. 丁瑞艮.中國科學技術(shù)大學 2017
[2]非貴金屬催化劑的設計及其在電催化水氧化中的性能研究[D]. 徐元子.中國科學技術(shù)大學 2017
[3]過渡金屬基微、納米材料的水熱/溶劑熱合成、表征及其性能研究[D]. 靳黎娜.安徽師范大學 2010
[4]過渡金屬碳化物的微波制備及其催化性能研究[D]. 丁玲.大連理工大學 2009
[5]TiC、WC基多孔材料的制備和催化性能研究[D]. 龐紀峰.大連理工大學 2008
[6]硼鎂石礦真空熱法硼鎂分離試驗研究[D]. 徐冬.東北大學 2007
[7]碳化鉬的表征和吡啶加氫脫氮性能研究[D]. 樊秀菊.北京化工大學 2007
本文編號:2899211
【文章來源】:山東科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 電催化分解水研究現(xiàn)狀
1.3 金屬碳化物
1.4 本文的研究內(nèi)容
2 實驗設計及表征方法
2.1 主要試劑及儀器
2.2 理化性質(zhì)表征
2.3 合成電極材料
2.4 電化學性能表征
2制備金屬碳化物及其催化性能評價">3 利用CaC2制備金屬碳化物及其催化性能評價
3.1 引言
2制備金屬碳化物"> 3.2 利用CaC2制備金屬碳化物
2還原能力驗證"> 3.3 CaC2還原能力驗證
2與三種過渡金屬制備金屬碳化物催化劑"> 3.4 CaC2與三種過渡金屬制備金屬碳化物催化劑
4 總結(jié)與展望
4.1 總結(jié)
4.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀碩士期間主要成果和獲獎情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]層狀雙金屬氫氧化物用于催化水氧化的研究進展[J]. 王瑞瑞,趙有璟,邵明飛,項頊,段雪. 化工學報. 2016(01)
[2]循環(huán)伏安法測定電極電催化活性的實驗設計[J]. 呂江維,曲有鵬,田家宇,馮玉杰,劉峻峰. 實驗室研究與探索. 2015(11)
[3]清潔、可再生能源利用的回顧與展望[J]. 路甬祥. 科技導報. 2014(Z2)
[4]透射電子顯微鏡[J]. 廣州化學. 2013(02)
[5]碳化鈣還原氧化鎂生產(chǎn)金屬鎂新工藝的熱力學分析[J]. 舒斌,夏德宏. 有色金屬工程. 2013(03)
[6]常見過渡金屬碳化物的研究現(xiàn)狀[J]. 陳佑劍,張紅,葉泓楠,葉貽,錢高瑾,馬劍華. 遼寧化工. 2011(05)
[7]過渡金屬碳化物催化劑的研究與應用進展[J]. 余新江,李長海. 化工時刊. 2011(02)
[8]碳化鈣真空還原鎂熱力學分析及試驗[J]. 彭建平,馮乃祥,陳世棟,武小雷,王紫千. 真空. 2009(03)
[9]碳/氮化鉬的性能、應用及制備[J]. 曹維成,安耿,劉高杰. 中國鉬業(yè). 2006(05)
[10]我國電石行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 蔡杰. 化工技術(shù)經(jīng)濟. 2006(09)
博士論文
[1]碳化鈣的反應活化及新應用基礎研究[D]. 李英杰.北京化工大學 2017
[2]非貴金屬催化劑上氧氣的析出與還原[D]. 張騫.重慶大學 2011
[3]層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管雜化復合材料的制備、結(jié)構(gòu)及其性能研究[D]. 王輝.北京化工大學 2010
[4]負載型碳化鉬催化劑的制備、表征和選擇加氫反應性能的研究[D]. 吳維成.中國科學院研究生院(大連化學物理研究所) 2004
碩士論文
[1]多孔金屬鎳的相轉(zhuǎn)化法制備及其電催化水分解性能的研究[D]. 丁瑞艮.中國科學技術(shù)大學 2017
[2]非貴金屬催化劑的設計及其在電催化水氧化中的性能研究[D]. 徐元子.中國科學技術(shù)大學 2017
[3]過渡金屬基微、納米材料的水熱/溶劑熱合成、表征及其性能研究[D]. 靳黎娜.安徽師范大學 2010
[4]過渡金屬碳化物的微波制備及其催化性能研究[D]. 丁玲.大連理工大學 2009
[5]TiC、WC基多孔材料的制備和催化性能研究[D]. 龐紀峰.大連理工大學 2008
[6]硼鎂石礦真空熱法硼鎂分離試驗研究[D]. 徐冬.東北大學 2007
[7]碳化鉬的表征和吡啶加氫脫氮性能研究[D]. 樊秀菊.北京化工大學 2007
本文編號:2899211
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