近年來,因燃燒不可再生的化石燃料而導(dǎo)致的溫室氣體排放被認為是加劇全球氣候變暖和大氣污染的主要原因,可再生的清潔能源代替化石燃料可以有效緩解因燃燒化石燃料帶來的環(huán)境問題。氫能因其高能量密度、清潔和可持續(xù)的優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注,水電解則是一種先進的能源轉(zhuǎn)換技術(shù),用于生產(chǎn)氫能,其可潛在地大量存儲間歇性的可再生能源。電解水制氫包含析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）,目前Pt系貴金屬是最優(yōu)異的催化劑,但因其成本高和資源匱乏而不能被大規(guī)模商用。為此,研究人員致力于開發(fā)非貴金屬催化劑,其中以過渡金屬（Fe、Co、Ni、Mo）為代表,用非貴金屬來代替貴金屬催化劑面臨的主要問題是如何提高催化劑的反應(yīng)活性,從而降低催化反應(yīng)能壘和減少能量的消耗。迄今為止,科研人員主要通過增強材料的本征催化活性和調(diào)控其納米結(jié)構(gòu)來提高材料的催化性能:一方面,載體效應(yīng)和界面效應(yīng)可促進材料的本征催化活性,因其可以對反應(yīng)中間體在電催化劑表面的化學(xué)吸附產(chǎn)生較強的調(diào)制作用,能夠加快電解水的動力學(xué)反應(yīng);另一方面,合理的電催化劑結(jié)構(gòu)可增加活性位點的數(shù)量,主要為活性金屬相和非金屬雜原子的摻入,從而形成合理的材料結(jié)構(gòu),顯著提高材料的催化活性。... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水反應(yīng)機理的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 析氫反應(yīng)(HER)的反應(yīng)機理研究
        1.2.2 析氧反應(yīng)(OER)的反應(yīng)機理研究
    1.3 電解水表征參數(shù)
        1.3.1 過電位
        1.3.2 電化學(xué)阻抗譜分析(EIS)
        1.3.3 Tafel斜率和交換電流密度(j0)
        1.3.4 周轉(zhuǎn)頻率(TOF)
        1.3.5 電化學(xué)活性面積(ECSA)
        1.3.6 穩(wěn)定性
    1.4 電解水催化劑的研究進展
        1.4.1 合金催化劑
        1.4.2 過渡金屬氧化物
        1.4.3 過渡金屬氫氧化物
        1.4.4 過渡金屬磷化物
        1.4.5 過渡金屬硫化物
    1.5 本論文的選題背景和研究工作
第二章 分散在N,P共摻雜石墨烯表面的超細CoRu合金用于電催化水裂解
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 前驅(qū)體的制備
        2.2.2 CoRu/N,P-G催化劑的制備
        2.2.3 CoRu/N,P-G電極的制備
        2.2.4 CoRu/N,P-G的表征
        2.2.5 CoRu/N,P-G的電化學(xué)表征
    2.3 表征結(jié)果及討論
        2.3.1 CoRu/N,P-G催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)及組成分析
        2.3.2 CoRu/N,P-G催化劑HER性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 石墨烯層封裝的MoNi_4-NiMoO_4用于電催化水裂解的雙功能催化劑
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 水熱法合成NiMoO4前驅(qū)體
        3.2.2 G@MoNi_4-NiMoO_4/NF催化劑的制備
        3.2.3 G@MoNi_4-NiMoO_4/NF催化劑電極的制備
        3.2.4 G@MoNi_4-NiMoO_4/NF的形貌表征
        3.2.5 G@MoNi_4-NiMoO_4/NF的電化學(xué)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 G@MoNi_4-NiMoO_4/NF的形貌,結(jié)構(gòu)及組成分析。
        3.3.2 G@MoNi_4-NiMoO_4/NF在堿性條件下電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Ru2P粒子修飾在Ni2P納米片上在全p H范圍內(nèi)用于高效析氫
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 前驅(qū)體Ni(OH)_2/CC的制備
        4.2.2 Ru_2P-Ni_2P/CC的合成
        4.2.3 Ru_2P-Ni_2P/CC催化劑電極的制備
        4.2.4 Ru_2P-Ni_2P/CC的形貌表征
        4.2.5 Ru_2P-Ni_2P/CC的電化學(xué)測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Ru_2P-Ni_2P/CC的形貌,結(jié)構(gòu)及組成分析。
        4.3.2 催化劑Ru_2P-Ni_2P/CC在全p H下的HER性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3653152