發(fā)布時間：2022-07-02 16:04

　　水解制氫被認為是能夠滿足未來能源需求的有效方法之一。其中在電催化水分解過程中,析氧反應（OER）是多步電子轉(zhuǎn)移的過程,需要高效的電催化劑來提高反應的動力。廉價、高效和地球含量豐富的鎳基化合物材料作為催化劑用于OER展現(xiàn)出良好的催化活性。構(gòu)造異質(zhì)界面是常用提高催化劑催化活性的有效方法之一。通常,具有豐富界面作為活性位點的異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑將促進反應過程中的電荷分離和電子轉(zhuǎn)移,這對改善電催化活性具有重要作用。此外,可以利用摻雜雜原子改變活性金屬物種周圍的化學環(huán)境來調(diào)節(jié)催化劑的電子結(jié)構(gòu)和表面的電子狀態(tài)來促進催化活性。而且多元素原子共同摻雜一般比單原子摻雜會有更好的OER催化性能。目前已有研究表明,一些非晶態(tài)或部分非晶態(tài)的催化劑的催化活性要優(yōu)于晶態(tài)的催化劑。所以制備非晶多元摻雜材料作為催化劑是一種提高催化劑催化活性的方法。本論文以鎳基催化材料為對象,通過構(gòu)筑異質(zhì)界面結(jié)構(gòu)和非晶多元摻雜策略,實現(xiàn)電催化析氧性能的高效調(diào)控。具體的研究方法和內(nèi)容如下:（1）通過兩步合成法合成了負載在三氧化二鉻（Cr₂O₃）納米片上的氧化鎳（NiO）納米團簇形成了一種新型的NiO... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 析氧反應機理簡介
    1.3 鎳基析氧反應催化劑的研究進展簡介
        1.3.1 鎳基氧化物析氧反應催化劑
        1.3.2 鎳基氫/羥基氧化物析氧反應催化劑
        1.3.3 鎳基磷化物析氧反應催化劑
        1.3.4 鎳基硼化物析氧反應催化劑
    1.4 提高催化劑催化性能方法
        1.4.1 催化劑表界面優(yōu)化
        1.4.2 雜原子摻雜
        1.4.3 非晶調(diào)控
    1.5 論文的選題意義和研究內(nèi)容
第2章 實驗研究方法
    2.1 實驗試劑和化學藥品
    2.2 實驗儀器設(shè)備
    2.3 表征方法
        2.3.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 場發(fā)射掃描電鏡(SEM)
        2.3.4 X射線光電子能譜儀(XPS)
        2.3.5 比表面積分析(BET)
        2.3.6 拉曼及原位拉曼
    2.4 電化學OER性能測試
        2.4.1 電化學三電極測試裝置
        2.4.2 電催化劑分散液的制備
        2.4.3 線性掃描伏安法(LSV)測試
        2.4.4 塔菲爾(Tafel)斜率
        2.4.5 電化學阻抗(EIS)
        2.4.6 穩(wěn)定性測試
        2.4.7 電化學活性表面積(ECSA)
        2.4.8 質(zhì)量活性和比表面活性
    2.5 理論計算
第3章 NiO-Cr_2O_3異質(zhì)結(jié)構(gòu)的耦合界面構(gòu)筑及其高效電催化析氧性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 NiO-Cr_2O_3催化劑的制備
        3.2.2 Cr_2O_3催化劑的制備
        3.2.3 NiO催化劑的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 NiO-Cr_2O_3催化劑的表征
        3.3.2 電化學OER性能測試
        3.3.3 理論計算
    3.4 小結(jié)
第4章 硼、磷和氧摻雜非晶鎳納米合金的制備及其高效電催化析氧性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 BO-Ni催化劑的制備
        4.2.2 PO-Ni催化劑的制備
        4.2.3 BPO-Ni催化劑的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的表征
        4.3.2 電化學OER性能測試
    4.4 小結(jié)
第5章 結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及參加科研情況



本文編號：3654662