近年來,地球含量較高的過渡金屬基材料,如碳化物、氮化物、氧化物、磷化物和硫化物成為新的電催化材料。通過對Ni/Co/Fe基材料的合金進行一系列的研究,證明其中一些材料對HER具有很強的電催化活性。在這些催化劑中,鎳基納米材料被發(fā)現(xiàn)是HER的有效電催化劑。因此,本文采用以泡沫鎳為基底材料,通過水熱法制備出相應的前驅(qū)體材料,再通過增強化學氣相沉積（PECVD）技術(shù)將前驅(qū)體制備成新型復合納米材料。開發(fā)出一類具有良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和良好形貌的鎳基過渡金屬材料,以優(yōu)良的電催化性能實現(xiàn)電解水高效制氫�；谏鲜黾夹g(shù)路線,本文研究制備了兩種鎳基過渡金屬電催化劑,并對其電解水析氫的電化學性能進行了測試,實驗內(nèi)容與研究結(jié)果如下:1、利用水熱合成在泡沫鎳表面原位生長前驅(qū)體Ni（OH）2/NF,再利用PECVD法在Ni（OH）2/NF表面制備單金屬硫化物NiS2-Ni（OH）2/NF。通過X射線粉末衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）以及掃描電子顯微鏡（SEM）表征可知,該材料為單片層厚度為90 nm的納米片陣列,具有更大的比表面積和活性位點暴露數(shù)目,從而使本課題制備的NiS2-Ni（OH）2/NF在酸性和... 

【文章來源】：東北電力大學吉林省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２電催化反應過程??總反應式：??

?（１－６）??因此，為了使水的電解反應更加高效，我們需要降低標準熱力學電壓以外的過電位。??同時，水氧化和水還原兩個半反應都是吸熱反應，是高能耗過程，即反應要克服較高的能??量損耗，從而導致電解水反應在熱力學和動力學兩方面都面臨很大的挑戰(zhàn)，所以在電解水??制氫的實際工業(yè)生產(chǎn)中，需要不斷研宄能夠克服這種熱力學和動力學阻礙的催化劑，圖丨－３??是使用催化劑降低電解水反應能量損耗的示意圖，從而體現(xiàn)催化劑的高效益和必要性。??個??態(tài)?尤催化劑??７Ｔ—．??？?反應進程??圖１－３催化劑降低水分解反應能量示意圖Ｗ??４??

第１章緒論??－１－１???■２－??＾?－３－?Ｒｃ?１，（１?Ａ?ｐ＼ｎｉ）??卜＼??＜?．５．?Ｓｌ?／?Ｍ〇ｓ＼?Ｎｉ，Ｐ??＾?＾?＆??—，?Ｎｂ：?／?＼?ＯＡｕ（ｌｌｌ）??：］，．?１??－０．８?－０．６?－０．４?＜４．２?Ｕ．Ｏ?０．２?０．４?０．６?０Ｊ＜??ＡＧＨ．／ｅＶ??圖１－４不同材料得到的電流密度的火山形曲線圖ｗ??圖］－４是符合Ｓａｂａｔｉｅｒ原理［５１］的，從圖像角度分析，當ＡＧＨ？越往負向移動，則Ｈａｄｓ與??電極活性位點結(jié)合的越牢固，即氫吸附越強氫脫附越弱，這就導致Ｖｏｌｍｅｒ反應速率增加，??但Ｔａｆｅｌ步反應或Ｈｅｙｒｏｖｓｋｙ步反應困難，從而使析氫效果越困難；當ＡＧＨ？越往正向移動，??則Ｈａｄｓ與電極活性位點的接觸力越弱，即氫吸附越弱氫脫附越強，導致Ｖｏｌｍｅｒ反應速率很??慢，從而致使析氫轉(zhuǎn)化率降低。因此我們所需的理想催化劑應該是ＡＧＨ＊靠近零點的，而火??山圖中Ｐｔ是氫吸附自由能最靠近零點的材料，即Ｐｔ的氫吸附能力既不是很強也不很弱，??實踐中Ｐｔ也確實是目前最優(yōu)秀的電解水析氫催化劑，還有Ｐｄ、ｈ？等貴金屬也是優(yōu)秀的催??化劑，但貴金屬其成本過高且資源稀缺，極大地限制了實際生產(chǎn)的投入與使用，從火山圖??可以看出個別過渡金屬元素也比較靠近Ｐｔ，例如Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ等，有較大希望用作貴??金屬電極的替代材料，但Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ等金屬單質(zhì)做催化電極時，與Ｈａｄｓ的吸附性太??強，給析氫第二步帶來速率障礙，因此，現(xiàn)階段在大力開發(fā)以上過渡金屬的化合物等相關(guān)??材料作為析氫電極催化劑。??１．５電催化析氫電極材料分類??目前，電催化析

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]過渡金屬化合物/碳復合材料的設計合成與電催化水裂解析氫性能研究[D]. 樊梅紅.吉林大學 2019

碩士論文
[1]基于生物質(zhì)炭材料的制備及電化學性能研究[D]. 劉永超.江蘇科技大學 2019
[2]界面增強貴金屬催化劑的電解水性能[D]. 于善武.河南大學 2019
[3]幾種金屬氫氧化物/氧化物的制備及其電催化析氧反應應用研究[D]. 王華平.湖南師范大學 2019
[4]聚吡咯/鎳基復合物的合成及其在超級電容器中性能研究[D]. 鄭亞云.鄭州大學 2018
[5]鉬基電催化劑活性位點調(diào)控與產(chǎn)氫性能研究[D]. 楊鄰靜.華南理工大學 2017
[6]三維自支撐電極材料的制備及其電催化水裂解性能研究[D]. 樊梅紅.吉林大學 2016



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