氫氣是一種可持續(xù)、可再生的清潔能源。電解水析氫是一種高效的制氫方法,但需要高性能的電催化劑降低析氫反應(yīng)（HER）的過電位。目前,鉑基催化劑的析氫活性最高,但價(jià)格昂貴、地球儲(chǔ)存量低,其應(yīng)用受到極大的限制。因此,亟需尋找活性高、價(jià)格低廉的非貴金屬催化劑。磷化鉬具有催化活性高、導(dǎo)電性好的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被證實(shí)是一種非常有前景的析氫電催化劑。然而,對(duì)于構(gòu)建能暴露大量活性位的磷化鉬納米結(jié)構(gòu)仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。本工作針對(duì)磷化鉬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和存在的問題,通過構(gòu)筑碳化鉬-磷化鉬異質(zhì)結(jié)構(gòu)、表面缺陷及雜原子摻雜、過渡金屬摻雜等方法,優(yōu)化析氫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué),提高催化效率。主要工作如下:一、通過同步碳化-磷化方法制備了以氮摻雜碳納米纖維作為載體的異質(zhì)結(jié)構(gòu)MoC-MoP納米顆粒。結(jié)果表明,MoC的存在可以防止MoP晶體的粗化,歸因于它們的界面相互作用強(qiáng),從而形成了超細(xì)的納米顆粒均勻地分散在碳納米纖維上。更重要的是,異質(zhì)結(jié)構(gòu)MoC-MoP提供了不同的電子構(gòu)型,優(yōu)化了與中間體H的結(jié)合,促進(jìn)了HER的動(dòng)力學(xué)。因此,與單組分的MoC/BCNC和MoP/BCNC相比,異質(zhì)結(jié)構(gòu)MoC-MoP/BCNC NFs的HER催化活性更高。在酸性... 

【文章來源】：暨南大學(xué)廣東省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氫能源概述
    1.3 電解水析氫反應(yīng)
    1.4 磷化鉬概述
        1.4.1 磷化鉬的主要性質(zhì)
        1.4.2 磷化鉬析氫電催化劑的研究進(jìn)展
    1.5 本文研究意義和研究內(nèi)容
第二章 試劑與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 表征方法
        2.2.1 X射線衍射光譜（XRD）
        2.2.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.2.3 場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡（TEM）
        2.2.4 X射線光電子能譜分析（XPS）
        2.2.5 拉曼光譜（Raman）
        2.2.6 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）
        2.2.7 氮?dú)馕摳奖缺砻鏈y(cè)試儀
        2.2.8 碳?xì)涞胤治觯–HN Element Analyzer）
    2.3 催化性能測(cè)試
        2.3.1 電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)
        2.3.2 工作電極的制備
        2.3.3 參比電極的制作
        2.3.4 線性掃描伏安法（LSV）
        2.3.5 塔菲爾曲線（Tafel）和交換電流密度j0
        2.3.6 交流阻抗譜（EIS）
        2.3.7 循環(huán)伏安法（CV）與電容值計(jì)算（Cdl）
第三章 碳化鉬-磷化鉬復(fù)合電催化劑
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 MoC-MoP/BCNC的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 酸堿性條件下電化學(xué)性能表征
    3.4 小結(jié)
第四章 等離子體輔助合成氮摻雜磷化鉬電催化劑
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 磷化鉬的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.3 堿性條件下電化學(xué)性能表征
        4.3.4 不同刻蝕條件下磷化鉬的結(jié)構(gòu)與HER性能表征
    4.4 小結(jié)
第五章 鈷摻雜磷化鉬電催化劑
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 Co-MoP的結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 酸性條件下的電化學(xué)性能表征
        5.3.3 不同焙燒溫度的Co-MoP的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)表征
    5.4 小結(jié)
全文總結(jié)與工作展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表的論文清單
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氫能源研究現(xiàn)狀[J]. 穆亞玲,王香愛.  化工時(shí)刊. 2008(10)



本文編號(hào)：3152765