發(fā)布時間：2021-02-13 08:54

　　到目前為止,隨著人類科技的進步和發(fā)展,我們對于能源的需求日益急劇增加。由于傳統(tǒng)化石燃料的不可再生以及污染高等缺點,導(dǎo)致我們對于清潔、可再生的新能源的需求越來越大。在新能源中,氫能,其高熱值,零污染等優(yōu)點逐漸被廣泛關(guān)注起來。直到現(xiàn)在,制氫方法越來越多,電解水制氫的方法具有效率高、制備方法較為簡單、零污染且可持續(xù)等優(yōu)點。所以,研發(fā)及制備價格低廉、高效率的電催化水分解催化劑成為近年來的焦點。在這其中,過渡金屬氧化物具有較好的水分解析氫、析氧催化活性和穩(wěn)定性,并且在堿性電解液下的穩(wěn)定性和機械強度較高,在電催化水分解領(lǐng)域中具有很好的發(fā)展及應(yīng)用前景。首先通過優(yōu)化傳統(tǒng)的溶膠凝膠法制備了 Ca3Co2O6系列過渡金屬氧化物催化劑樣品,具體優(yōu)化過程見本文實驗部分。通過表征發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物較純,結(jié)晶效果很好,為Ca3Co2O6,但其他氧化物樣品沒有得到。而后分別在0.1 M KOH和1 M KOH的條件下進行了 HER、OER電化學(xué)性能測試。HER測試結(jié)果:在0.1 M和1 M KOH中樣品Ca3Co2O6在電流密度為10 mA·cm-2處的過電勢（Ej=10）分別為0.449和0.294 V,塔菲爾斜率分別為1... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１電解水制氫原理圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｂｙ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ??

１．４電催化制氫催化劑??１．４．１析氫反應(yīng)催化劑??用于構(gòu)建ＨＥＲ催化劑元素的總結(jié)如圖１－３。在這些元素中，根據(jù)他們的物理和??化學(xué)性質(zhì)，基本上可分為三類：（１）貴金屬Ｐｔ的ＨＥＲ催化劑；（２）過渡金屬，用于構(gòu)??建的非貴金屬ＨＥＲ催化劑主要包括，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ以及Ｗ；?（３）非金屬材??料，用于構(gòu)建的非貴金屬ＨＥＲ催化劑主要包括，Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｐ、Ｓ以及Ｓｅ。到目前??為止，幾乎所有有效的貴金屬、非金屬ＨＥＲ催化劑均根據(jù)上述１２種非貴元素被合??成出來。??６??

?１４Ｓ??（ｗ?Ｒ？Ｅ｜??圖１－４電位變化在氧化態(tài)，穩(wěn)定性和活動性之間Ｒｕ和Ｉｒ催化劑的關(guān)系??Ｆｉｇ．?１－４?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ?ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｓｔａｔｅ，?ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，?ａｎｄ??ａｃｔｉｖｉｔｙ?ｆｏｒ?ａｃｔｉｖｅ?Ｒｕ?ａｎｄ?Ｉｒ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ．??（ｂ）過渡金屬及其氧化物??一般來說，在堿性電解液中有三類非貴金屬催化劑。首先研宄仍然流行的催化??劑鎳和鈷基氧化物（碳或其他金屬），雖然它們的活性仍然是比不上的貴金屬柏、??釕、銥基材料。特別是Ｃｏ〇ｘ和ＣｏＯＯＨ的材料，它們的催化活性在堿性溶液中的穩(wěn)??定性和機理己經(jīng)被徹底的證實。除此之外，一系列的錳氧化物（ＭｎＯｘ，Ｍｎ２〇３，Ｍｎ??３〇４）被證明在堿性和中性溶液中有一定程度的活性［４１］。而且經(jīng)ＤＦＴ計算預(yù)測，這些??材料也可以作為ＯＥＲ、ＯＲＲ雙功能催化劑［４２］。其次，一些混合氧化物如尖晶石??（（ＮｉＣ〇２〇４

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3032280