由于科學技術的迅猛發(fā)展,我們的生活在過去的幾十年里發(fā)生了翻天覆地的變化,與此同時人類也面臨著前所未有的能源問題,比如對于一些不可再生能源的消耗。氫能作為一種清潔無污染,發(fā)熱量高且在世界范圍內(nèi)分布較廣泛的一種能源,正日益受到人們的青睞。目前比較簡便的制備氫氣的方法是電解水制氫,對于該制備方法,選擇一種高效的電極材料是非常重要的,因此制備出一種可以降低析氫反應過電位的電極材料是目前的研究重點。近來,過渡金屬摻雜的碳氮材料受到了人們的廣泛關注。本篇文章采用不同方法,不同模板合成出了活性高、價格低且穩(wěn)定性良好的鈷氮共摻雜多孔碳材料,并且對其結構和析氫活性作了較為深入的研究。本論文主要包括以下三個部分:1.通過溶劑揮發(fā)誘導自組裝法(EISA法)得到Co,N/C材料。通過控制不同的碳化溫度來控制所得材料的電催化性能。比較線性掃描曲線(LSV)中電流密度為相同數(shù)值時,分別需要的過電位和塔菲爾斜率大小來分析材料的電催化產(chǎn)氫活性。其中MFCo800樣品在酸性條件下,電流密度為10 mA cm~(-2)時過電位為-166 mV,塔菲爾斜率為88.1 mV dec~(-1);在堿性條件下的過電位為-203 mV,塔菲爾斜率是69.8 mV dec~(-1),以上數(shù)據(jù)說明MFCo800具有良好的電化學性質。2.采用一種操作相對簡便,產(chǎn)率較高的熔融鹽法合成Co,N/C材料。對所得材料進行結構表征和電化學性質測定后,在酸性條件下,電流密度為10 m A cm~(-2)時,CoNPC的過電位為-171 mV,小于CoPC的-340 mV,而且CoNPC的塔菲爾斜率為75.9 mV dec~(-1)也遠小于CoPC的204.0 m V dec~(-1)。同理在堿性條件下CoNPC的過電位-202 mV小于CoPC的-367 mV,塔菲爾斜率105.7 mV dec~(-1)小于CoPC的241.5 m V dec~(-1)。3.以CoCl_2·6H_2O代替Co(NO_3)_2·6H_2O作為鈷源,同時作為熔鹽,通過控制CoCl_2·6H_2O的不同加入量來控制所得材料的電化學性能,得到CoNDC-0.5,CoNDC-1.0和CoNDC-1.5三種材料。經(jīng)過酸性條件下電催化析氫反應活性測定,電流密度為10 m A cm~(-2)時,CoNDC-1.5具有最低的過電位和塔菲爾斜率,分別是-168 m V和62.8 mV dec~(-1)。
【學位單位】：沈陽師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36;TQ116.21
【部分圖文】：

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【參考文獻】

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1 田立新;;新能源的分類及其發(fā)展[J];群眾;2014年02期

2 劉少文,吳廣義;制氫技術現(xiàn)狀及展望[J];貴州化工;2003年05期

本文編號：2886526