現(xiàn)在化石燃料的消耗越來越嚴重,能源問題是全球主要迫切要解決的問題,而氫能是一種可替代的清潔能源,被大家持續(xù)關注著。那么如何高效制備氫能成為了大家關注的熱點。電解水作為制備氫能的主要來源途徑,也是最成熟的一種方法,國內(nèi)外的研究工作者也在本研究工作中有了很大的進展與發(fā)現(xiàn)。有氣體參與的電催化反應是電荷驅動的氣體分子為產(chǎn)物或者原料的催化反應。其中氣體作為生成物的電催化反應被稱為析出氣體反應,同樣的氣體作為反應物參與反應的電催化反應為氣體吸收反應。現(xiàn)在我們急需解決的問題是如何提高這些電催化反應的反應效率,人們都尋找一種新型的催化劑材料來提高反應效率,本論文基于電解水制備氫氣,研究了在原有的材料基礎上,改變催化材料的表界面結構,開發(fā)了表面周期性設計的催化材料以及其在析出氣體反應中的應用。具體的工作和研究成果如下:第一,受防凍裝置的原理激發(fā),水滴的融合釋放的表面能會克服水滴的重力和水滴與材料表面的粘附力而發(fā)生自跳躍,那么本論文研究了氣泡的融合所釋放的表面能克服粘附力而實現(xiàn)氣泡的快速析出。并進一步進行了電極浸潤性的測試研究,包括粘附力與接觸角的測試。第二,基于毛細微模型法制備出周期性的二硫化鉬催化材料... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

通過可再生能源來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)氫方法[Itl

１．２．?２提高析氫反應催化性能的方法??對于提高催化效率的方式，一個重要的方向就是構筑新型的催化材料，對于析氫??反應，能夠構筑催化劑的元素根據(jù)物理和化學的性質分為三類，如示意

?有著更大比表面積和有較高的表面活性位點，因此擁有較高性能的途徑就是合成納米??結構的材料。如示意圖１－３所示，Ｘｉｅ等人通過水浴合成法合成了擁有較多缺陷的ＭｏＳ２??納米片催化劑，就是通過引入缺陷作為在納米片額外的活性位點，這樣的催化劑的性??能要遠遠高于無缺陷的催化劑［３火??Ｄｃｌｅｃｔ－ｆｎｓｅ?？＊ｕｃｔａ？ｓ?Ｄｅｌｅ＊Ｈｒｋｉ？?ｓｉｎｉｃｔｕｒｅ??？?？??Ｏｒｋｍｅｄ?；：?？?Ｓａｔｔｍａ?ｆｒｏｗＵｉ??參Ｕ??Ｐｒｉｍ＊ｒ＞＿?ｎａｎｏｃｒｙ協(xié)肋《？??圖１－３無缺陷與引入較多缺陷的Ｍ〇Ｓ２納米片結構模型［３２］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?ｄｅｆｅｃｔ－ｆｒｅｅ?ａｎｄ?ｄｅｆｅｃｔ－ｒｉｃｈ?ＭｏＳ２?ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ１３２１??如示意圖１－４所示，另一種是“電子傳導工程”，主要是摻雜合適的雜原子在??ＭｏＳ２的晶格中，在Ｍ０Ｓ２中加入導電材料，如碳納米管與石墨烯。２０１１年，Ｄａｉ等人??第一次用水浴合成方法在石墨烯上合成了?Ｍ〇Ｓ２納米片，此催化劑在反應中展示出了??超高的催化性能和耐久性，這是因為石墨烯提供了電子傳輸通道［３３］。??Ａ?‘?■■遞??．＇Ｕ?－??ＧＯ?＋?（ＮＨ＾ｈＭｏＳ＾?４；．！?ＷｏＳ２／ＲＧＯ??圖１－４水浴合成ＭｏＳ２和石墨烯納米復合材料??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ａ?ＭｏＳ２－ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［３３］??析氫反應中發(fā)現(xiàn)超高性能的新型催化材料是一個重要因素


本文編號：2914684