氫氣是一種清潔、無污染的能源物質(zhì),具有廣闊的發(fā)展前景。電化學(xué)催化水分解是制備高純氫氣的理想的途徑之一,水分解反應(yīng)包括陰極的析氫反應(yīng)和陽極的析氧反應(yīng),而水分解的整體效率取決于電極反應(yīng)所使用的催化劑。目前,鉑（Pt）基催化劑表現(xiàn)出最高的析氫反應(yīng)催化活性,但Pt金屬的儲量稀少、價格昂貴,其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用極為不現(xiàn)實。同時,析氧反應(yīng)是四電子轉(zhuǎn)移過程,反應(yīng)能壘高,反應(yīng)動力學(xué)緩慢,嚴重阻礙了水分解反應(yīng)的速率。Ir/Ru基氧化物對析氧反應(yīng)具有較高的催化活性,但這催化劑在電化學(xué)過程中易被腐蝕的問題限制了其廣泛應(yīng)用。因此,開發(fā)價格低廉、性能優(yōu)異的電催化劑是氫能源生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)前的研究熱點。鉬基化合物儲量豐富、價格低廉,在電解水反應(yīng)中表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能,越來越受到研究者的關(guān)注。其中,二氧化鉬（Mo02）作為一種寬禁帶半導(dǎo)體氧化物,具有電阻率低、pH適用范圍寬等特點,是一種性能優(yōu)異的電化學(xué)反應(yīng)催化劑材料。另外,雙金屬氧化物對氧中間體具有適宜的吉布斯吸附自由能,其析氧反應(yīng)催化性能往往優(yōu)于單金屬化合物。根據(jù)上述研究背景,本論文通過微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計和組分調(diào)控,制備了聚吡咯包覆一維氮摻雜二氧化鉬（PPy@N-MoO2）納米棒... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２酸性介質(zhì)（左）和堿性介質(zhì)（右）中，電極催化劑上析氫反應(yīng)催化機理［１Ｑ］

￣￣Ｉ￣￣￣Ｉ￣￣■￣，—■■Ｉ?．￣■￣．￣—｜??１〇＇２－?Ｐｔ??１０－３，?°?ｐ〇７１１＞?，??一?Ｒｅ?Ｐｄ§?ｇｌｒ??１０?１?Ｒｈ?ｉ??Ｃ?ｃ?ＭｏＳ２??＞?１０?＾?Ｎ＊ｑ?▲?Ｃｕ?１??Ｓ?ｗ?ｃ〇０?〇?Ａｕ〇??，?０?Ａ＾１１１）?１??１〇－７，?Ｎｂ。％?６??１０＇?°°?１??－０．８?－０．６?－０．４?－０．２?０．０?０．２?０．４?０．６?０．８??ＡＧＨ．?（ｅＶ）??圖１－３氫吸附吉布斯自由能（ＡＧＨ〇與交換電流密度％）的關(guān)系［Ｉ２］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｇｉｂｂｓ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｆｒｅｅ?ｅｎｅｒｇｙ?（ＡＧｈ＊）?ａｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｎｓｉｔｙ??（。）［１２］．??１．２．３析氧反應(yīng)機理??由于析氧反應(yīng)需要更大的電壓，以及具有更慢的反應(yīng)動力學(xué)，嚴重阻礙了電??４??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???解水反應(yīng)的效率，因此探究析氧反應(yīng)機理，對于開發(fā)高效的析氧反應(yīng)催化劑十分??重要。??ＯＥＲ反應(yīng)機理如圖１－４?（ａ）所示，活性位點先與Ｈ２０作用生成中間產(chǎn)物??Ｍ－ＯＨ，之后Ｍ－ＯＨ與０Ｈ－結(jié)合形成Ｍ０分子，然后在形成〇２的過程中存在兩??種不同的途徑，即其一是兩個Ｍ０分子結(jié)合，形成了?０２和Ｍ（如虛線所示）；另??一種途徑則會有中間產(chǎn)物的形成，Ｍ０繼續(xù)與Ｈ２０作用生成ＭＯＯＨ，再釋放０２（如??實線所示）［１３］。ＯＥＲ比ＨＥＲ過程復(fù)雜，整個反應(yīng)涉及到Ｈ０＊、０＊和Ｈ００＊等反??應(yīng)中間體，每步催化反應(yīng)能壘的疊加導(dǎo)致減慢催化反應(yīng)動力學(xué)。??〇２＋Ｈ２〇?＋?ｒ?ＯＨ＊??〇?ｎ??〇Ｈ＾７?ｔ??Ｍ－ＯＯＨ?■?＾?Ｍ－ＯＨ??ｃ?／??ＯＨ?Ｈ２０?＋?ｆ??圖１－４電催化析氧反應(yīng)機理〖１３】。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｏｘｙｇｅｎ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｒｅａｃｔｉｏｎ＾１３１．??１．３電極催化劑研究進展??１．３．１鉬基析氫反應(yīng)催化劑??５??


本文編號：3132906