能源危機(jī)逐現(xiàn)的21世紀(jì),可再生能源的開發(fā)和利用是人類命運(yùn)發(fā)展歷程上重要的一個(gè)時(shí)刻。在諸多可再生能源中,風(fēng)能、太陽能和地?zé)崮艿确�(wěn)步發(fā)展,其中更引人注意的是產(chǎn)物環(huán)保的氫能源。利用可再生能源發(fā)電和生活剩余電力,可以通過電解水的途徑來制備氫能,繼而可用于燃料電池汽車,逐漸改變?nèi)虻钠嚹茉词褂媒Y(jié)構(gòu),降低化石能源的消耗率,增加可再生能源的占比,為創(chuàng)造一個(gè)綠色的世界而努力。而對于氫能源,通過電解水制備氫氣是一種有效的手段。目前存在的缺點(diǎn)即為催化劑耗能過大,因此需要進(jìn)一步研發(fā)更廉價(jià)、更高效的催化劑。制備廉價(jià)高效的催化劑是新能源領(lǐng)域特別是在如析氫反應(yīng)、氧還原反應(yīng)和鋰電池材料等領(lǐng)域不斷追求的目標(biāo)。不少通過回收廢棄物制備電極材料的報(bào)道,表現(xiàn)了回收利用的環(huán)保方法。本文通過微生物原位還原電路板淋洗模擬液來制備氮摻雜碳包裹金納米顆粒的高效催化劑,詳細(xì)討論了其簡便的合成方法,結(jié)構(gòu)表征以及性能研究,為廢棄物回收利用提供了新的思路。隨后討論了構(gòu)建碳包裹,氮摻雜的異質(zhì)相結(jié)構(gòu)的碳化鉬納米片實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)氫性能的研究,還通過研究氮原子摻雜的超薄碳化鉬納米片和二硫化鉬納米片,從實(shí)驗(yàn)和計(jì)算模擬的角度詳細(xì)討論了其活性變化以及活性位點(diǎn)...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水析氫原理
    1.3 電解水析氫催化劑
        1.3.1 電解水析氫催化劑概述
        1.3.2 電解水析氫催化劑模擬
    1.4 本論文的研究意義及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 催化劑的結(jié)構(gòu)表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.4 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.5 比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析儀(BET)
        2.2.6 拉曼光譜分析(Raman)
        2.2.7 同步熱分析儀(TGA/DSC)
        2.2.8 氣相色譜(GC)
    2.3 催化劑的電化學(xué)性能測試
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 催化劑的電催化性能測試
    2.4 催化劑模擬方法
        2.4.1 VASP
        2.4.2 電解水析氫模擬方法
第三章 金納米顆粒@氮摻雜碳催化劑的制備及電解水析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 金納米顆粒@氮摻雜碳催化劑的制備
        3.2.1 微生物還原金納米顆粒粉體的制備
        3.2.2 金納米顆粒@氮摻雜碳催化劑的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 催化劑的電化學(xué)性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氮摻雜碳包裹的碳化鉬異質(zhì)相結(jié)構(gòu)片的制備和電解水析氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 氮摻雜碳包裹的碳化鉬異質(zhì)相結(jié)構(gòu)片的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 催化劑的電化學(xué)性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 氮原子摻雜電解水產(chǎn)氫活性理論計(jì)算
    5.1 引言
    5.2 氮摻雜碳化鉬納米片的產(chǎn)氫活性模擬
        5.2.1 建模
        5.2.2 結(jié)果與討論
    5.3 氮摻雜二硫化鉬納米片的產(chǎn)氫活性模擬
        5.3.1 建模
        5.3.2 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3796579