本文關(guān)鍵詞： 析氧反應(yīng) 析氫反應(yīng) WO_3@α-Fe_2O_3 異質(zhì)結(jié)陣列 Mo_2C 蝴蝶翅膀　出處：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：因全球?qū)δ茉吹男枨蠹懊媾R的環(huán)境問題,氫能因其清潔、可再生的優(yōu)點(diǎn)代替了化石燃料,吸引了很多人去研究。制氫的方法有很多種,電解水是其中一種很重要的方法。電解水過程由兩個(gè)半反應(yīng)構(gòu)成:陽極發(fā)生析氧反應(yīng)(OER),陰極發(fā)生析氫反應(yīng)(HER)。其中尋找高效穩(wěn)定廉價(jià)的電解水催化劑具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文從兩個(gè)方向著手,設(shè)計(jì)用于水分解的催化劑。一方面,關(guān)于析氧反應(yīng)(OER),我們設(shè)計(jì)了WO_3@α-Fe_2O_3異質(zhì)結(jié)陣列在中性環(huán)境下用于光電化學(xué)水分解。通過在WO_3納米片上層積α-Fe_2O_3,電流密度幾乎是原來的六倍,起峰電位是260 mV,IPCE在390 nm時(shí)達(dá)到了73.7%。此外,在中性環(huán)境下異質(zhì)結(jié)光陽極的穩(wěn)定性也很好,樣品經(jīng)過10小時(shí)測試后,電流密度基本沒有變化。這種獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)異質(zhì)結(jié)的構(gòu)造既有利于對太陽光的吸收,又促進(jìn)了電子空穴的分離或傳輸,因而提高了催化劑的光電化學(xué)水分解性能。另一方面,關(guān)于析氫反應(yīng)(HER),我們通過對摻雜鉬元素的生物材料蝴蝶翅膀進(jìn)行高溫煅燒,制成了析氫催化劑B-Mo_2C。經(jīng)過電化學(xué)性能的測試,當(dāng)電流密度為10 mA cm-2,它的電壓為0.192 V,起峰電位是0.09 V。此外,在酸性環(huán)境下催化劑的穩(wěn)定性也很好,樣品經(jīng)過11小時(shí)測試后,電流密度基本沒有變化。這種方法不僅合成了析氫催化劑Mo_2C,而且利用蝴蝶翅膀這種生物材料作為碳源增大了比表面積,進(jìn)而提高了B-Mo_2C的析氫催化性能。
[Abstract]:Because of the global demand for energy and the environmental problems, hydrogen energy has replaced fossil fuels because of its clean and renewable advantages, attracting a lot of people to study. There are many ways to produce hydrogen. Electrolytic water is one of the most important methods. The process of electrolytic water consists of two half reactions: anodic oxygen evolution reaction. It is very important to find efficient, stable and cheap electrolytic water catalyst. In this paper, a catalyst for water decomposition is designed from two directions. About oxygen evolution reaction. We have designed a WO _ 3 @ 偽 -Fe2O3 heterojunction array for photochemical water decomposition in a neutral environment. The current density is almost six times as high as the original one, and the peak potential is 260 MV ~ (-1) IPCE, which reaches 73.7% at 390 nm. In addition, the stability of the heterojunction photoanode is also very good in neutral environment. After 10 hours of measurement, the current density of the sample is basically unchanged. This unique structure of nanoscale heterostructures is not only conducive to the absorption of sunlight, but also promotes the separation or transport of electron holes. Therefore, the photochemical water decomposition of the catalyst was improved. On the other hand, for the hydrogen evolution reaction, we calcined the butterfly wings doped with molybdenum at high temperature. The hydrogen evolution catalyst B-Mo2Cwas prepared, and its voltage was 0.192 V when the current density was 10 Ma cm-2. The peak potential is 0.09 V. in addition, the stability of the catalyst is good in acidic environment, and the sample is tested after 11 hours. Not only the hydrogen evolution catalyst Mo2Cwas synthesized, but also the specific surface area was increased by using butterfly wings as a carbon source. Furthermore, the catalytic activity of B-Mo2C for hydrogen evolution was improved.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;TQ116.2

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