氫氣作為一種清潔的可再生能源并且燃燒值高,有望取代人們經(jīng)常使用的化石燃料。電解水能將可再生電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并將其儲存在氫氣中。高活性且廉價的電催化劑的開發(fā)是工業(yè)電解水生產(chǎn)氫氣面臨的主要問題。過渡金屬材料價格低廉、儲量豐富、并擁有接近于貴金屬Pt的氫吸附吉布斯自由能,代表了一類在電解水領(lǐng)域很有應(yīng)用前景的材料。然而,單純的過渡金屬材料仍然存在催化活性表面積不夠大、活性位點(diǎn)少和導(dǎo)電性差的問題,導(dǎo)電基底的引入能夠有效地解決這些問題。基于此,本文主要選用工業(yè)上廉價的316L不銹鋼作為基底,研究工業(yè)不銹鋼網(wǎng)目數(shù)對其性能的影響,并進(jìn)一步通過與過渡金屬磷化物進(jìn)行復(fù)合構(gòu)筑高效電催化劑。對樣品的納米結(jié)構(gòu)、組分及形貌進(jìn)行調(diào)控,并對設(shè)計(jì)的電催化劑進(jìn)行析氫活性和穩(wěn)定性測試。重點(diǎn)研究了不銹鋼的引入對過渡金屬磷化物電催化析氫性能的提高。所開發(fā)的低成本、高活性和良好穩(wěn)定的電催化劑,為實(shí)現(xiàn)電解水制氫的工業(yè)化發(fā)展提供了一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。詳細(xì)研究內(nèi)容如下:1.工業(yè)不銹鋼網(wǎng)電催化HER性能研究。首先對不同目數(shù)316L不銹鋼網(wǎng)在酸性條件下進(jìn)行析氫性能研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明工業(yè)上廉價的316L不銹鋼網(wǎng)具有良好的電催化析氫性能。同時隨著... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 電解水簡介
        1.2.1 電解水的基本原理
        1.2.2 析氫反應(yīng)機(jī)理
        1.2.3 析氧反應(yīng)機(jī)理
        1.2.4 電解水催化劑的構(gòu)建
    1.3 過渡金屬磷化物
        1.3.1 過渡金屬磷化物納米材料的概述
        1.3.2 過渡金屬磷化物電解水性能的研究進(jìn)展
        1.3.3 不銹鋼導(dǎo)電基底
    1.4 本論文的選題思路和主要研究內(nèi)容
        1.4.1 論文的選題思路
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
    2.2 樣品的測試、分析和表征
    2.3 樣品的電化學(xué)性能測試
第三章 工業(yè)不銹鋼網(wǎng)電催化HER性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器
        3.2.2 樣品的處理
        3.2.3 電極制備和電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 不同目數(shù)不銹鋼的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        3.3.2 不同目數(shù)不銹鋼的析氫性能測試
        3.3.3 不同目數(shù)不銹鋼的阻抗和催化活性表面積研究
        3.3.4 1600 目316L SS的穩(wěn)定性測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 多孔CoP納米線陣列/不銹鋼網(wǎng)作為HER/OER雙功能電催化劑
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器
        4.2.2 樣品的合成
        4.2.3 電極制備和電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 CoP/SS樣品的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 CoP/SS樣品的析氫性能測試
        4.3.3 酸性HER的催化活性表面積和阻抗的研究
        4.3.4 CoP/SS樣品的析氧性能測試
        4.3.5 堿性O(shè)ER活性表面積和阻抗的研究
        4.3.6 樣品的電化學(xué)穩(wěn)定性研究
        4.3.7 CoP/SS樣品的全分解水性能研究
        4.3.8 CoP/SS的理論計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
第五章 電極氧化不銹鋼負(fù)載Ni_2P的界面結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其堿性HER性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器
        5.2.2 樣品的制備
        5.2.3 電極制備和電化學(xué)性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 樣品的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 Ni_2P/SS復(fù)合樣品的析氫性能測試
        5.3.3 不同電極氧化不銹鋼上負(fù)載Ni_2P的析氫性能測試
        5.3.4 堿性HER的阻抗和催化活性表面積的研究
        5.3.5 樣品的電化學(xué)穩(wěn)定性研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果



本文編號：3671717