近年來(lái),地球含量較高的過(guò)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(guò)對(duì)Ni/Co/Fe基材料的合金進(jìn)行一系列的研究,證明其中一些材料對(duì)HER具有很強(qiáng)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(guò)水熱法制備出相應(yīng)的前驅(qū)體材料,再通過(guò)增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）技術(shù)將前驅(qū)體制備成新型復(fù)合納米材料。開(kāi)發(fā)出一類(lèi)具有良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和良好形貌的鎳基過(guò)渡金屬材料,以優(yōu)良的電催化性能實(shí)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(guò)渡金屬電催化劑,并對(duì)其電解水析氫的電化學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(guò)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(diǎn)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(lái)源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２電催化反應(yīng)過(guò)程??總反應(yīng)式：??

?（１－６）??因此，為了使水的電解反應(yīng)更加高效，我們需要降低標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)電壓以外的過(guò)電位。??同時(shí)，水氧化和水還原兩個(gè)半反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，是高能耗過(guò)程，即反應(yīng)要克服較高的能??量損耗，從而導(dǎo)致電解水反應(yīng)在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面都面臨很大的挑戰(zhàn)，所以在電解水??制氫的實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，需要不斷研宄能夠克服這種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)阻礙的催化劑，圖丨－３??是使用催化劑降低電解水反應(yīng)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(gè)??態(tài)?尤催化劑??７Ｔ—．??？?反應(yīng)進(jìn)程??圖１－３催化劑降低水分解反應(yīng)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(dāng)ＡＧＨ？越往負(fù)向移動(dòng)，則Ｈａｄｓ與??電極活性位點(diǎn)結(jié)合的越牢固，即氫吸附越強(qiáng)氫脫附越弱，這就導(dǎo)致Ｖｏｌｍｅｒ反應(yīng)速率增加，??但Ｔａｆｅｌ步反應(yīng)或Ｈｅｙｒｏｖｓｋｙ步反應(yīng)困難，從而使析氫效果越困難；當(dāng)ＡＧＨ？越往正向移動(dòng)，??則Ｈａｄｓ與電極活性位點(diǎn)的接觸力越弱，即氫吸附越弱氫脫附越強(qiáng)，導(dǎo)致Ｖｏｌｍｅｒ反應(yīng)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(yīng)該是ＡＧＨ＊靠近零點(diǎn)的，而火??山圖中Ｐｔ是氫吸附自由能最靠近零點(diǎn)的材料，即Ｐｔ的氫吸附能力既不是很強(qiáng)也不很弱，??實(shí)踐中Ｐｔ也確實(shí)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(guò)高且資源稀缺，極大地限制了實(shí)際生產(chǎn)的投入與使用，從火山圖??可以看出個(gè)別過(guò)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(shí)，與Ｈａｄｓ的吸附性太??強(qiáng)，給析氫第二步帶來(lái)速率障礙，因此，現(xiàn)階段在大力開(kāi)發(fā)以上過(guò)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(lèi)??目前，電催化析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]界面增強(qiáng)貴金屬催化劑的電解水性能[D]. 于善武.河南大學(xué) 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(yīng)應(yīng)用研究[D]. 王華平.湖南師范大學(xué) 2019
[4]聚吡咯/鎳基復(fù)合物的合成及其在超級(jí)電容器中性能研究[D]. 鄭亞云.鄭州大學(xué) 2018
[5]鉬基電催化劑活性位點(diǎn)調(diào)控與產(chǎn)氫性能研究[D]. 楊鄰靜.華南理工大學(xué) 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(xué) 2016



本文編號(hào)：3499138