近年來,由于化石燃料的過度消耗以及環(huán)境逐漸惡化所引起的社會問題,人們把更多的注意力轉(zhuǎn)移到開發(fā)可再生清潔能源和儲能設(shè)備方面。氫氣作為新型的清潔能源,具有清潔、高熱值、來源豐富、可再生的特點得到人們的青睞。在眾多的產(chǎn)氫方法中,電解水技術(shù)因設(shè)備簡潔、原料豐富、節(jié)能優(yōu)勢脫穎而出。在電解水設(shè)備中,高效的電極材料起著非常重要的作用。目前雖然鉑、釕等貴金屬基電催化劑表現(xiàn)出很好的電催化性能,但是其儲存量少、價格昂貴因素導(dǎo)致該技術(shù)未能實現(xiàn)大規(guī)模使用。因此設(shè)計出廉價合理高效電催化劑仍是人們目前研究的重點。本文圍繞過渡金屬基納米復(fù)合材料的制備及其性能探究開展工作,重點研究了其制備過程和其電催化全分解水的性能。主要從以下三方面進行論述:1通過犧牲模板法合成Ni-Co-P納米片組裝空心納米磚結(jié)構(gòu)的催化材料,并對其進行了電化學(xué)析氫、析氧和全分解水的測試。本章節(jié)中,我們通過微波輔助法合成了均勻的立方磚模板（Ag₂WO₄）,再通過油浴回流設(shè)備實現(xiàn)Ni-Co納米片前驅(qū)體生長,經(jīng)過空氣中煅燒、酸堿刻蝕、磷化處理得到Ni-Co-P中空納米磚結(jié)構(gòu)的電催化材料。相比于沒有模板輔助合成... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電催化水分解生成氫氣和氧氣的示意圖

圖 1.2 不同金屬的氫吸附吉布斯自由能與電流密度的關(guān)系圖。Figure 1.2 HER volcano plot for metals.應(yīng)的火山型圖[14, 15]展現(xiàn)的是氫吸附的吉布斯自由能HΔ G系，如圖 1.2 所示。電極材料表面對催化中間體 H*作用力析氫反應(yīng)的進行。不難發(fā)現(xiàn)貴金屬電極材料（Pt、Pd 等能最接近 0，且電流度相對較大處于最靠近火山圖的頂端解水析氫功能。此外靠近火上圖頂端還有 Ni、Co 等過渡出較低的*HΔ G和較大的電流密度，雖然比起貴金屬稍差近些年科研工作者對其材料的研究和設(shè)計，已有些催化劑媲美。此外過渡金屬基的催化材料具有原料廉價、制備流液中的穩(wěn)定性強的優(yōu)勢，因此過渡金屬基的催化劑有望取材料。

1.3 不同金屬氧化物析氧反應(yīng)的吉布斯自由能與過電勢的關(guān)系Figure 1.3 OER volcano plot of metal oxides.面活性位點對反應(yīng)中間體的吸附和脫附能力與其表聯(lián)系。如圖 1.3 反應(yīng)了不同金屬氧化物在電催化析氧 O*和 OH*吉布斯能差值的火山圖[14, 15]。金屬氧化物HOG差值的大小密切相關(guān)，OHOΔ G ΔG差值約為 1.6 的析氧性能。可以從火山圖中可出貴金屬氧化物 IrOx，其OHOΔ G ΔG值也較為接近合適值 1.6 eV，表現(xiàn)化析氧性能最好。過渡金屬氧化物中 NiFeOx、NiCOHO ΔG值也較為接近 1.6 eV，同樣也具有較好的析應(yīng)催化劑的研究現(xiàn)狀


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