傳統(tǒng)化石燃料的燃燒和使用過程中,會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重甚至不可逆轉(zhuǎn)的世界環(huán)境問題,這些環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,甚至?xí){到全球人類的生存。氫能因其儲(chǔ)量豐富、燃燒值高、燃燒產(chǎn)物純凈的特點(diǎn),被認(rèn)為是目前最具有潛力的可再生清潔能源之一。而電化學(xué)和光催化水分解是公認(rèn)的有前景的生產(chǎn)高純度氫和氧的方法,未來有可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)催化應(yīng)用。一般來說,一個(gè)完整的整體水分解反應(yīng)可分為兩個(gè)半反應(yīng),包括析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）,而在電解過程中緩慢的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及高的反應(yīng)勢(shì)壘需要高活性的電催化劑以降低反應(yīng)過程中的過電位�；谫F金屬（如Pt,Ru和Ir）的電催化劑表現(xiàn)出極高的催化效率,但由于其高經(jīng)濟(jì)成本和低地球儲(chǔ)存,其大規(guī)模應(yīng)用受到了極大的限制。因此開發(fā)非貴金屬和可大規(guī)模生產(chǎn)的雙功能催化劑用于整體水分解是一項(xiàng)緊迫而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本論文基于金屬鈷以及釩的催化劑的制備及其電解水催化活性進(jìn)行了探究,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.碳布上負(fù)載的非均相磷化鈷納米顆粒作為高效的析氫反應(yīng)催化劑電催化劑的固有活性改性對(duì)于實(shí)現(xiàn)對(duì)析氫反應(yīng)的優(yōu)異催化性能是至關(guān)重要的。在該工作中探究了基于非均相磷化鈷納米顆粒的一種高活性電催化劑... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

M-Co2P/氮摻雜碳納米管（M=Fe，Ni，Cu）析氫雜化催化劑的金屬摻雜效應(yīng)[25]

其在 HER 中的電催化性能[36]。作者發(fā)現(xiàn) VS2納米花在酸中具有的 HER 性能，包括 32 mV 的超低起始電位，34 mV dec-1的 TV 的過電位（電流密度為 10 mAcm-2），超高穩(wěn)定性和幾乎 10通過第一性原理計(jì)算表明，在一定的氫氣覆蓋下，1T-VS2單層氫吸附的吉布斯自由能可以實(shí)現(xiàn)熱中性，同時(shí)納米單層顯示出也有助于產(chǎn)生優(yōu)異的的催化性能。進(jìn)一步改善 VS2的 HER 性能，必須在導(dǎo)電基底上直接生長(zhǎng)具有米結(jié)構(gòu)。Wang 課題組開發(fā)了一種簡(jiǎn)單的水熱法，首次在高碳密直 VS2納米板（圖 1.2）[37]。VS2與碳紙直接接觸促進(jìn)電荷的快結(jié)構(gòu)還將促進(jìn)從催化劑表面釋放釋放的氫氣泡。因此與普通納強(qiáng) HER 性能。作者通過一系列電化學(xué)測(cè)試表明 VS2納米板陣列ER 催化劑，具有 36 mV dec-1的小 Tafel 斜率，0.955 mAcm-2高度，以及基準(zhǔn)電流下 42 mV 的極低過電位。此外，VS2納米片好的電化學(xué)穩(wěn)定性。

西南大學(xué)碩士畢業(yè)論文i0.75Fe0.125V0.125-LDHs/NF 材料三元金屬體系的協(xié)同效應(yīng)，有效增性，增加了電極活性表面積。題組也通過一步水熱法在鎳泡沫上合成 V 摻雜的 NiFe LDH為 NiFeV LDHs）。通過在 NiFe LDHs 層狀雙氫氧化物中加入 NiFeV LDH（如圖 1.3 所示）顯示出優(yōu)異的 OER 催化性能。電需要非常低的過電位（195 mV）久能達(dá)到 20 mA cm-2的電流密小于 42 mV dec-1，這比商業(yè)上最好 RuO2/C 催化劑還要優(yōu)秀。和密度泛函理論（DFT）和理論模擬揭示了 V 摻雜可以可以改 NiFe LDH 的帶隙，提高活性材料的電導(dǎo)率，易于電子轉(zhuǎn)移和暴，從而有效的促進(jìn) OER 活性[43]。


本文編號(hào)：3365430