發(fā)布時(shí)間：2022-04-23 15:26

　　隨著全球能源消耗和環(huán)境污染的加劇,發(fā)展新型能源成為了科學(xué)家的重要課題之一。氫能由于其高燃燒值、燃燒后對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是極具潛力的新能源載體。電解水制氫是目前最為清潔高效的制氫方法之一。然而直接的電解水需要克服較高能壘,因此需要開發(fā)合適的催化劑以降低反應(yīng)的勢(shì)壘。目前貴金屬催化劑仍然是最高效的催化劑,但其成本高以及自然儲(chǔ)量較少等原因限制了其的廣泛應(yīng)用。因此研究合成新型非貴金屬催化劑成為目前的研究熱點(diǎn)之一。高溫熔鹽法是近代發(fā)展起來(lái)的一種新的無(wú)機(jī)材料合成方法。其采用一種或數(shù)種低熔點(diǎn)的鹽類作為反應(yīng)介質(zhì),在高溫熔融鹽中進(jìn)行合成反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫再采用合適的溶劑將鹽洗掉,最終得到產(chǎn)物。熔鹽法的工藝簡(jiǎn)單,合成溫度可以從100℃到1000℃,該合成方法結(jié)合了固相合成法和溶液合成法的優(yōu)勢(shì),這就為其合成不同種類的催化劑提供了可能。本文利用熔鹽法合成了多種氧化物催化材料,并對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行電催化制氫研究。通過(guò)研究不同前驅(qū)體以及不同熔鹽對(duì)產(chǎn)物的影響,我們發(fā)展了一種合成高效制氫催化材料的新方法。在催化劑的催化過(guò)程中,研究反應(yīng)過(guò)程中催化劑的活性中心為新型催化劑的制備提供了新的思路。X射線吸收譜學(xué)可以獲... 

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 氧氣析出反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        1.2.1 過(guò)電勢(shì)（η）
        1.2.2 交換電流密度（i_0）
        1.2.3 塔菲爾公式和塔菲爾斜率
    1.3 OER反應(yīng)的機(jī)理
    1.4 電催化水制氧催化劑
        1.4.1 貴金屬催化劑
        1.4.2 過(guò)渡金屬氧化物催化劑
            1.4.2.1 鈣鈦礦材料催化劑
            1.4.2.2 尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑
            1.4.2.3 層狀化合物催化劑
        1.4.3 非金屬氧化物催化劑
        1.4.4 非金屬催化劑
    1.5 電催化水分解催化劑的合成方法
        1.5.1 固相法
        1.5.2 共沉淀法
        1.5.3 溶膠凝膠法
        1.5.4 水熱法
        1.5.5 自蔓延高溫合成法
        1.5.6 熔鹽法
    1.6 原位實(shí)驗(yàn)在OER反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.7 本論文的選題思路和研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法及表征手段
    2.1 熔鹽法的發(fā)展及應(yīng)用
        2.1.1 熔鹽法簡(jiǎn)介
        2.1.2 熔鹽法合成的影響因素
            2.1.2.1 熔鹽的使用量
            2.1.2.2 加熱溫度和保溫時(shí)間
        2.1.3 熔鹽法的合成機(jī)理
        2.1.4 熔鹽法對(duì)形貌的調(diào)控
        2.1.5 熔鹽法的優(yōu)點(diǎn)
    2.2 催化劑的表征技術(shù)簡(jiǎn)介
        2.2.1 常規(guī)表征手段
        2.2.2 同步輻射實(shí)驗(yàn)技術(shù)
            2.2.2.1 同步輻射簡(jiǎn)介
            2.2.2.2 X射線吸收譜
            2.2.2.3 3d過(guò)渡金屬氧化物的K邊XANES
            2.2.2.4 過(guò)渡金屬的EXAFS
            2.2.2.5 X射線吸收譜的實(shí)驗(yàn)方法
            2.2.2.6 過(guò)渡金屬L邊的XANES
            2.2.2.7 氧的K邊的XANES
    2.3 電化學(xué)測(cè)試方法以及性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        2.3.1 電化學(xué)活性的計(jì)算方法
第3章 熔鹽法對(duì)鈷基氧化物形貌的調(diào)控
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料的合成
            3.2.1.1 熔鹽法合成Co_3O_4
            3.2.1.2 熔鹽法輔助合成CoOOH
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果分析及討論
        3.3.1 熔鹽法制備不同形貌的Co_3O_4
            3.3.1.1 前驅(qū)體對(duì)形貌的影響
            3.3.1.2 不同種類熔鹽對(duì)Co_3O_4形貌的影響
            3.3.1.3 電化學(xué)性能研究
        3.3.2 熔鹽法輔助合成層狀CoOOH
    3.4 本章小結(jié)
第4章 熔鹽法合成孔狀鈣鈦礦用于水氧化催化劑
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料的合成
            4.2.1.1 熔鹽法合成La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)
            4.2.1.2 固相法合成La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)
        4.2.2 材料的表征
        4.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果分析及討論
        4.3.1 熔鹽法和固相法的比較
        4.3.2 熔鹽法合成不同F(xiàn)e含量的La0.6Sr0.4Co1–x Fex O3–δ
    4.4 本章小結(jié)
第5章 原位吸收譜研究出溶鈣鈦礦材料在OER反應(yīng)中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 材料的合成
        5.2.2 材料的表征
        5.2.3 原位X射線吸收譜實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
    5.3 結(jié)果分析及討論
        5.3.1 晶體結(jié)構(gòu)和形貌
        5.3.2 電化學(xué)性能
        5.3.3 非原位XAFS結(jié)果
        5.3.4 原位XAFS結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第6章 鈣鈦礦在OER反應(yīng)條件下表面重構(gòu)的影響
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 不同Sr含量的La_(1-x)Sr_xCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-d)的合成
        6.2.2 材料的表征
        6.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    6.3 結(jié)果分析及討論
        6.3.1 材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        6.3.2 電化學(xué)性能測(cè)試
        6.3.3 結(jié)果與討論
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]The XAFS beamline of SSRF[J]. 于海生,魏向軍,李炯,顧頌琦,張碩,汪麗華,馬靜遠(yuǎn),李麗娜,高倩,司銳,孫凡飛,王宇,宋飛,徐洪杰,余笑寒,鄒楊,王建強(qiáng),姜政,黃宇營(yíng).  Nuclear Science and Techniques. 2015(05)



本文編號(hào)：3647459