氫是在整個宇宙中含量最為豐富的物質(zhì),它構(gòu)成了整個宇宙質(zhì)量的75%,在化石能源日益枯竭的現(xiàn)狀之下,氫被稱為人類的終極能源。氫能屬于二次能源,需要從水或者化石燃料等含氫物質(zhì)中制得。水是氫的大“倉庫”,從水中高效制取氫能,在不久的將來能夠大大減少石油、煤礦等不可再生能源的使用。水裂解制氫同時產(chǎn)生氫氣和氧氣,其中產(chǎn)生氫氣的過程是兩個電子轉(zhuǎn)移反應(yīng),而產(chǎn)生氧氣是四電子歷程的反應(yīng),因此需要更高的能量來克服產(chǎn)生氧氣過程中發(fā)生的動力學(xué)障礙。在探索分解水制氫的技術(shù)中,通過電化學(xué)和光電化學(xué)的手段展開深入研究具有很大的潛力,開發(fā)高效的陽極和光陽極催化劑,克服緩慢的水氧化動力學(xué),是分解水制氫的關(guān)鍵。本論文將水氧化催化劑鐵鈷層狀雙金屬氫氧化物（FeCo-LDH）與二維材料MXene（Ti₃C₂T_x）結(jié)合,獲得新型復(fù)合的水氧化陽極催化劑FeCo-LDH/MXene。MXene納米片能夠有效防止FeCo-LDH的聚集,增加了反應(yīng)活性位點,使FeCo-LDH/MXene展現(xiàn)出了更高的電子轉(zhuǎn)移能力和更大的電化學(xué)活性表面積。由于各個原子之間高效的協(xié)同作用,電... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 分解水制氫
        1.2.1 電催化分解水
        1.2.2 光電催化分解水
    1.3 基于過渡金屬氫氧化物的水氧化催化劑
    1.4 二材料MXene在催化分解水中的應(yīng)用
    1.5 半導(dǎo)體釩酸鉍在光電化學(xué)中的應(yīng)用
        1.5.1 BiVO_4的制備方法
        1.5.2 BiVO_4作為光電極的應(yīng)用
    1.6 本文主要研究思路與內(nèi)容
第2章 Fe Co-LDH/MXene復(fù)合催化劑電催化OER性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 主要原料
        2.2.2 分析測試儀器
        2.2.3 MXene(Ti_3C_2T_x)的合成
        2.2.4 復(fù)合催化劑的合成
        2.2.5 工作電極的修飾
        2.2.6 復(fù)合催化劑的表征
        2.2.7 電化學(xué)性能研究
        2.2.8 法拉第效率的測試
        2.2.9 TOF值測量
        2.2.10 電化學(xué)活性面積(ECSA)的測量
    2.3 結(jié)果和討論
        2.3.1 MAX,MXene,Fe Co-LDH/MXene的表征
        2.3.2 Fe Co-LDH/MXene復(fù)合催化劑電催化分解水性能研究
        2.3.3 MXene形貌對Fe Co-LDH/MXene電催化分解水活性的影響
        2.3.4 FeCo比例對復(fù)合催化劑形貌的影響
        2.3.5 FeCo-LDH/MXene的法拉第效率
    2.4 本章小結(jié)
第3章 NiOOH/MXene/BiVO_4復(fù)合光陽極光電催化OER性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 主要原料
        3.2.2 分析測試儀器
        3.2.3 復(fù)合光陽極MXene/Ni OOH/BiVO_4制備
        3.2.4 復(fù)合光陽極的表征
        3.2.5 光電化學(xué)性能研究
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 MXene/BiVO_4 復(fù)合光陽極的合成與表征
        3.3.2 MXene/BiVO_4 光電催化性能研究
        3.3.3 Ni OOH/MXene/BiVO_4 復(fù)合光陽極的制備與光電催化性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的科研成果



本文編號：3680691