近年來,經(jīng)濟的發(fā)展加速了能源的消耗。傳統(tǒng)能源如石油、煤、天然氣等的大量使用嚴重加劇了環(huán)境污染。這就導(dǎo)致開發(fā)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的綠色環(huán)保并且可再生的能源材料刻不容緩。研究進展發(fā)現(xiàn),氫能源（H₂）燃燒的能量密度高且是傳統(tǒng)汽油密度的三倍,同時燃燒后產(chǎn)物是無污染的水。因此,這一能源引起了廣泛的關(guān)注,人們著力于發(fā)展為可替代傳統(tǒng)能源的清潔能源。然而,傳統(tǒng)工業(yè)制氫的方法主要是由甲烷蒸汽的重整制備的。盡管氫能源無污染,但該方法制備過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)物（CO₂、CO等）,同樣會嚴重污染環(huán)境。針對這一問題,電化學(xué)水分解制氫技術(shù)（2H₂O=O₂?+2H₂?）被認為是最有前途的儲能和轉(zhuǎn)化方法之一。電化學(xué)水分解過程涉及兩個半反應(yīng),一個是析氧反應(yīng)（OER）,另一個是析氫反應(yīng)（HER）。析氧反應(yīng)作為陽極半反應(yīng),存在四質(zhì)子和電子轉(zhuǎn)移的耦合過程,因此產(chǎn)生高的過電位,其反應(yīng)的作用十分有限。而析氫反應(yīng)作為陰極半反應(yīng),是二電子轉(zhuǎn)移過程的反應(yīng)。在堿性介質(zhì)中,析氫反應(yīng)由于缺乏氫離子,前期需要水離解來提供質(zhì)子,這可能會引入一個額... 

【文章來源】：廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 水分解反應(yīng)的工作機理
        1.2.1 析氧反應(yīng)
        1.2.2 析氫反應(yīng)
    1.3 電化學(xué)水分解基本參數(shù)的評估
        1.3.1 過電位
        1.3.2 塔菲爾斜率與交換電流密度
        1.3.3 電化學(xué)阻抗
        1.3.4 電容斜率和交換頻率
        1.3.5 穩(wěn)定性
        1.3.6 法拉第效率
    1.4 電化學(xué)水分解催化劑的研究進展
        1.4.1 析氧反應(yīng)
            1.4.1.1 貴金屬摻雜電催化劑
            1.4.1.2 過渡金屬電催化劑
        1.4.2 析氫反應(yīng)
            1.4.2.1 貴金屬摻雜電催化劑
            1.4.2.2 非貴金屬電催化劑
        1.4.3 全水解電催化劑
    1.5 載體材料的分類
        1.5.1 碳布
        1.5.2 碳納米管
        1.5.3 泡沫鎳
        1.5.4 導(dǎo)電玻璃（ITO）
    1.6 本文的研究目的和主要內(nèi)容
    參考文獻
第二章 鐵調(diào)控鎳基金屬有機骨架復(fù)合材料的制備及電化學(xué)氧析出性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品與試劑
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 催化劑的制備
        2.2.4 催化電極的制備及其性能測試
        2.2.5 催化劑的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 分子結(jié)構(gòu)和活性表面積分析
        2.3.3 催化劑中各元素價態(tài)分析
        2.3.4 催化劑的催化性能測試
    2.4 催化機理分析
    2.5 結(jié)論
    參考文獻
第三章 溶解-生長法多級結(jié)構(gòu)FE-DY氧化物共調(diào)控MOF-NI的制備及其電化學(xué)水分解研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品與試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 催化劑的制備
        3.2.4 催化電極的制備及其性能測試
        3.2.5 催化劑的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 分子結(jié)構(gòu)和活性表面積分析
        3.3.3 催化劑中各元素價態(tài)分析
        3.3.4 催化劑的催化性能測試
    3.4 結(jié)論
    參考文獻
第四章 雙功能海膽狀NI-FE雙羥基氧化物復(fù)合催化劑的制備及其電化學(xué)水分解研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品與試劑
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 催化劑的制備
        4.2.4 電化學(xué)測試
        4.2.5 催化劑的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 晶體結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 催化劑中各元素價態(tài)分析
        4.3.3 催化劑的析氧反應(yīng)（OER）催化性能測試
        4.3.4 催化劑的析氫反應(yīng)（HER）催化性能測試
        4.3.5 催化劑的工業(yè)化應(yīng)用性能測試
        4.3.6 催化劑的成本評估
    4.4 結(jié)論
    參考文獻
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新與不足
碩士期間已發(fā)表論文和專利
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]原位組裝在碳紙上的有機金屬骨架材料衍生的NC/Co/CoP催化劑用于堿性環(huán)境水分解（英文）[J]. 叢美鈺,孫德帥,張林林,丁欣.  Chinese Journal of Catalysis. 2020(02)
[2]調(diào)控層狀雙金屬氫氧化物電子結(jié)構(gòu)促進氧析出反應(yīng)（英文）[J]. 黃靚靚,鄒雨芹,陳大偉,王雙印.  Chinese Journal of Catalysis. 2019(12)
[3]鐵誘導(dǎo)生長在碳布上三維納米多孔鐵鈷羥基氧化物作為高效電催化析氧反應(yīng)電極（英文）[J]. 陳國棟,杜健,王西龍,時曉玥,王宗花,梁漢璞.  Chinese Journal of Catalysis. 2019(10)
[4]泡沫鎳擔(dān)載NiCoP納米片用作高效雙功能水分解電催化劑（英文）[J]. 孫旭平.  Chinese Journal of Catalysis. 2019(10)
[5]泡沫鎳負載Co-MoC@N-CNS/CNT作為自支撐電極用于全水分解（英文）[J]. 邢江南,林斐,黃柳韜,司玉昌,王一菁,焦麗芳.  Chinese Journal of Catalysis. 2019(09)
[6]Fe5C2 nanoparticles as low-cost HER electrocatalyst:the importance of Co substitution[J]. Siwei Li,Pengju Ren,Ce Yang,Xi Liu,Zhen Yin,Weizhen Li,Hanjun Yang,Jian Li,Xiaoping Wang,Yi Wang,Ruochen Cao,Lili Lin,Siyu Yao,Xiaodong Wen,Ding Ma.  Science Bulletin. 2018(20)
[7]Novel Co3O4 Nanoparticles/Nitrogen-Doped Carbon Composites with Extraordinary Catalytic Activity for Oxygen Evolution Reaction（OER）[J]. Xiaobing Yang,Juan Chen,Yuqing Chen,Pingjing Feng,Huixian Lai,Jintang Li,Xuetao Luo.  Nano-Micro Letters. 2018(01)



本文編號：3149910