發(fā)布時(shí)間：2021-05-26 16:06

　　電解水由兩個(gè)半反應(yīng)構(gòu)成,分別是氧氣析出反應(yīng)（OER）和氫氣析出反應(yīng)（HER）。電解水過程中,電極會出現(xiàn)極化現(xiàn)象,導(dǎo)致需要的電壓大幅增高,因此需要電催化劑來解決這一問題。過渡金屬由于其儲量豐富、價(jià)格低廉,作為OER/HER雙功能電催化劑日益受到科學(xué)工作者們的關(guān)注。電沉積具有簡單快捷、條件溫和的優(yōu)點(diǎn),可以用于制備電催化劑。本文通過電流-時(shí)間法（Amperometici-t Curve）,電沉積制備了一系列具有多孔納米結(jié)構(gòu)的Ni、Fe雙金屬硒化物電催化劑NixFe1-xSe2/NF。這些催化劑在0.1 M KOH電解液中表現(xiàn)出良好的OER/HER雙功能催化活性。其中,原料的Ni/Fe摩爾比為1:2時(shí)獲得的樣品NixFe1-xSe2/NF-1:2同時(shí)擁有最佳的OER和HER催化活性,電流密度為50 mA/cm2時(shí)的OER過電勢η50為283 mV,相應(yīng)的Tafel斜率為39.9mV·dec-1:電流密度為-10 mA/cm2時(shí)的HER過電勢n-10為192 mV,相應(yīng)的Tafel斜率為149.5 mV·dec-1。在以NixFe1-xSe2/NF-1:2為工作電極的雙電極體系堿性電解池中,電流... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化水分解的發(fā)展和現(xiàn)狀
    1.3 水分解析氧反應(yīng)非貴金屬電催化劑研究現(xiàn)狀
        1.3.1 過渡金屬氧化物
        1.3.2 過渡金屬硫化物
        1.3.3 過渡金屬硒化物
        1.3.4 過渡金屬磷化物
        1.3.5 其他
    1.4 水分解析氫反應(yīng)非貴金屬電催化劑研究現(xiàn)狀
        1.4.1 金屬硫化物
        1.4.2 金屬硒化物
        1.4.3 金屬磷化物
        1.4.4 其他
    1.5 過渡金屬電解水催化劑的主要制備方法
    1.6 論文的研究目的、內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
        1.6.1 論文的研究目的
        1.6.2 論文的內(nèi)容
        1.6.3 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 過渡金屬電解水催化劑的制備
        2.2.1 過渡金屬硒化物電催化劑的制備
        2.2.2 過渡金屬氧化物電催化劑的制備
    2.3 催化劑的電化學(xué)性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安法(CV)
        2.3.2 線性掃描伏安法(LSV)
        2.3.3 交流阻抗法(EIS)
        2.3.4 催化劑的穩(wěn)定性測試
        2.3.5 催化劑的水分解測試
        2.3.6 過電勢(η)、Tafel曲線、雙電層電容(Cdl)的計(jì)算
    2.4 催化劑的表征
        2.4.1 X射線衍射能譜(XRD)
        2.4.2 透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)
        2.4.3 拉曼光譜(Raman)
        2.4.4 X射線光電子能譜(XPS)
第三章 過渡金屬硒化物的制備及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 不同組成過渡金屬硒化物催化活性結(jié)果與討論
        3.3.1 Fe-Se/NF、Co-Se/NF、Ni-Se/NF活性對比
    3.4 Ni_xFe_(1-x)Se_2/NF催化活性結(jié)果與討論
        3.4.1 不同反應(yīng)時(shí)間對催化活性的影響
        3.4.2 不同反應(yīng)電勢對催化活性的影響
        3.4.3 不同摩爾比例對催化活性的影響
        3.4.4 金屬投料總量對催化活性的影響
        3.4.5 催化劑的其他電化學(xué)測試
    3.5 Ni_xFe_(1-x)Se_2/NF-1:2的表征與分析
        3.5.1 XRD結(jié)果
        3.5.2 XPS結(jié)果
        3.5.3 Raman結(jié)果
        3.5.4 SEM、TEM及元素分布結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第四章 過渡金屬氧化物的制備及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 Co_xMn_(1-x)O/NF/G催化活性結(jié)果與討論
        4.3.1 分段電流法(MS)對催化活性的影響
        4.3.2 循環(huán)伏安法(CV)對催化活性的影響
        4.3.3 計(jì)時(shí)電位法(CP)對催化活性的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者和導(dǎo)師簡介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電解水析氫非鉑催化劑的設(shè)計(jì)與發(fā)展[J]. 熊昆,高媛,周桂林.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]我國氫氣行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 周連元.  氣體分離. 2015(03)
[3]我國新能源發(fā)展及應(yīng)用探討[J]. 吳新平.  電氣時(shí)代. 2015(02)
[4]我國新能源戰(zhàn)略的重大技術(shù)挑戰(zhàn)及化解對策[J]. 羅來軍,朱善利,鄒宗憲.  數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究. 2015(02)

博士論文
[1]鐵系金屬磷化物基功能納米材料的可控制備及其性能研究[D]. 王純德.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]鋰空氣電池電極材料的制備和電化學(xué)性能研究[D]. 劉清朝.吉林大學(xué) 2015

碩士論文
[1]過渡金屬磷化物的可控制備及其電解水催化性能的研究[D]. 李婉.北京化工大學(xué) 2017
[2]磷化物修飾碳納米管海綿的制備及電解水制氫性能研究[D]. 王書英.鄭州大學(xué) 2017



本文編號：3206659