面對(duì)傳統(tǒng)化石能源過(guò)度使用帶來(lái)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,尋找清潔可再生能源變的尤為重要。氫能被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)化石燃料的理想選擇,其中電解水制氫為大規(guī)模制氫提供了一種清潔有效的方法。電解水過(guò)程中的陽(yáng)極析氧半反應(yīng)（OER）涉及到多步電子轉(zhuǎn)移,動(dòng)力學(xué)過(guò)程緩慢,被認(rèn)為是有效水分解的重要瓶頸。因此我們的目標(biāo)是制備高效穩(wěn)定的陽(yáng)極析氧催化劑。金屬有機(jī)骨架（MOFs）材料因其較大的比表面積、可調(diào)的孔徑、金屬離子和有機(jī)配體多樣性以及自身含有眾多的被認(rèn)為具有催化活性的MO₆（M=金屬）八面體結(jié)構(gòu)和暴露的親水羧基,表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)OER性能,使得其在電催化領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。但是由于MOFs的導(dǎo)電性通常比較差、孔徑過(guò)小不利于傳質(zhì)過(guò)程等缺點(diǎn),運(yùn)用在電催化領(lǐng)域具有局限性。目前MOFs在電解水領(lǐng)域的應(yīng)用主要是作為犧牲模板制備其氧化物、磷化物、碳氮化物,或是通過(guò)摻雜導(dǎo)電材料來(lái)增強(qiáng)其水氧化性能。本文通過(guò)溶劑熱法制備了一系列的MOFs催化劑,并直接用做電解水陽(yáng)極析氧催化劑。通過(guò)XRD、SEM、TEM、EDS、XPS等表征手段對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌、組成及價(jià)態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的分析。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.溶劑熱法一步合... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景
        1.1.1 能源與環(huán)境
        1.1.2 氫能的優(yōu)點(diǎn)
    1.2 主流制氫技術(shù)
        1.2.1 化石燃料制氫
        1.2.2 生物質(zhì)制氫
        1.2.3 太陽(yáng)能制氫
        1.2.4 電解水制氫
    1.3 陽(yáng)極析氧催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 貴金屬基催化劑
        1.3.2 過(guò)渡金屬氧化物
        1.3.3 過(guò)渡金屬氫氧化物
        1.3.4 過(guò)渡金屬磷化物
        1.3.5 過(guò)渡金屬硫化物
        1.3.6 過(guò)渡金屬碳氮化物
    1.4 金屬有機(jī)骨架材料在電解水中的應(yīng)用
        1.4.1 MOFs作為犧牲模板在電解水的應(yīng)用
        1.4.2 MOFs直接作為催化劑在電解水的應(yīng)用
    1.5 課題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)條件及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
    2.2 催化劑工作電極的制備方法
        2.2.1 泡沫鎳基底的制備
        2.2.2 工作電極的制備
    2.3 催化劑的物理表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電鏡分析及能散X射線能譜分析
        2.3.3 高分辨透射電子顯微鏡
        2.3.4 X射線光電子能譜分析
        2.3.5 氮?dú)馕椒治?br>        2.3.6 紅外光譜分析
    2.4 電化學(xué)性能測(cè)試條件
第三章 鐵鎳基雙金屬M(fèi)IL-101直接作為高效OER催化劑
    3.1 引言
    3.2 樣品的制備
    3.3 催化劑的物理表征結(jié)果與分析
        3.3.1 Fe-MIL-101催化劑的物理表征
        3.3.2 雙金屬M(fèi)IL-101催化劑的物理表征
        3.3.3 雙金屬M(fèi)IL-101催化劑的元素及組成成分表征與分析
        3.3.4 Fe-MIL-100催化劑的物理表征
2O₃催化劑的物理表征">        3.3.5 納米Fe₂O₃催化劑的物理表征
    3.4 催化劑的電化學(xué)性能測(cè)試
        3.4.1 析氧性能測(cè)試的結(jié)果與分析
        3.4.2 穩(wěn)定性測(cè)試的結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 在泡沫鎳原位生長(zhǎng)FeNi-MOF的析氧性能研究
    4.1 引言
    4.2 樣品的制備
    4.3 催化劑結(jié)構(gòu)的表征
        4.3.1 FeNi-MOF/NF催化劑的物象結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 FeNi-MOF/NF催化劑的EDS表面元素分析
        4.3.3 FeNi-MOF/NF催化劑的XPS表面組分及價(jià)態(tài)分析
        4.3.4 Ni-MOF/NF、BDC/NF和NF的結(jié)構(gòu)分析
    4.4 催化劑的電催化性能測(cè)試結(jié)果與分析
        4.4.1 析氧性能測(cè)試
        4.4.2 穩(wěn)定性測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 研究結(jié)論
    5.2 對(duì)后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3016796