由于化石燃料的快速消耗和日益嚴重的環(huán)境污染問題,人們對清潔、可持續(xù)發(fā)展的替代能源的需求日漸迫切。氫氣因具有高能量密度且反應產(chǎn)物清潔無污染而被普遍認為是最理想的新型能源載體。目前,電解水法,包括陽極的析氧和陰極析氫兩個半反應,是目前制備氫氣最高效且環(huán)境友好的方法。貴金屬基催化劑,包括Ir、Ru及其氧化物（IrO2和RuO2）被認為是催化性能最好的析氧反應（OER）催化劑,而Pt基催化劑析氫（HER）性能最佳。但是貴金屬在地殼中儲量稀少且價格昂貴,因此,如何提高貴金屬的利用率、優(yōu)化貴金屬催化劑的性能成為了研究熱點。一般認為,解決問題的有效途徑通常有:1)調(diào)控催化劑的尺寸和形貌,增加所制備納米材料的表面積、調(diào)整表面原子分布,進而提高其催化活性;2)摻雜相對廉價的金屬、過渡金屬或非金屬,改變催化劑的化學組成,降低貴金屬用量,利用金屬之間或金屬與非金屬之間的協(xié)同效應和電子效應提高催化活性和穩(wěn)定性;3)把貴金屬納米材料負載到載體上（如:石墨烯、碳納米管、TiO2及TiC等）,在減少貴金屬用量的同時提高催化劑的利用率。本文通過一步水熱法,設(shè)計制備出了不同形貌、組成的Ir基納米催化劑,并將其應用為OE... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 納米材料簡介
        1.1.1 納米材料的分類
        1.1.2 納米材料的特點
        1.1.3 納米材料的應用及前景
    1.2 納米材料常見的制備方法
        1.2.1 水熱(溶劑熱)合成法
        1.2.2 硬模板法
        1.2.3 軟模板法
        1.2.4 靜電紡絲法
        1.2.5 氰膠法
        1.2.6 Galvanic置換法(電化學置換法)
    1.3 納米材料的表征手段
        1.3.1. 透射電子顯微鏡
        1.3.2. 掃描電子顯微鏡
        1.3.3. 粉末X射線衍射
        1.3.4. 氣體吸附法
        1.3.5. X射線光電子能譜分析
        1.3.6. 能量色散X射線光譜分析
        1.3.7. 紫外可見分光光度法
        1.3.8. 紅外吸收光譜法
        1.3.9. 拉曼光譜分析法
        1.3.10. 熱重分析
    1.4 電解水反應
        1.4.1 氧析出反應機理及常見催化劑
        1.4.2 氫析出反應機理及常見催化劑
    1.5 本論文的選題意義及主要研究內(nèi)容
第2章 一鍋法合成多孔Ir納米線及其電催化析氧反應活性
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 試劑和化學藥品
        2.2.2 多孔Ir NWs的制備
        2.2.3 物理表征
        2.2.4 電化學測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 多孔Ir NWs表征
        2.3.2 多孔Ir NWs的形成機理
        2.3.3 多孔Ir NWs的催化性能研究
    2.4 結(jié)論
第3章 二維超薄自支撐PdIr多孔納米片的制備及其析氫析氧性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑和化學藥品
        3.2.2 二維超薄自支撐PdIr多孔納米片及其對比樣的制備
        3.2.3 物理表征
        3.2.4 電化學測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 二維超薄自支撐PdIr多孔納米片的物理表征
        3.3.2 對比樣的形貌表征
        3.3.3 二維超薄自支撐PdIr多孔納米片的催化性能研究
    3.4 結(jié)論
第4章 氮摻雜石墨烯負載超細Ir納米粒子及其高效電解水性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑和化學藥品
        4.2.2 氮摻雜石墨烯負載超細Ir納米粒子制備
        4.2.3 物理表征
        4.2.4 電化學測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 氮摻雜石墨烯負載超細Ir納米粒子催化劑的物理表征
        4.3.2 氮摻雜石墨烯負載超細Ir納米粒子的催化性能研究
    4.4 結(jié)論
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文及研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米材料的化學制備方法研究[J]. 李向果.  化工設(shè)計通訊. 2018(10)
[2]納米材料及其技術(shù)的應用前景[J]. 張中太,林元華,唐子龍,張俊英.  材料工程. 2000(03)
[3]納米材料研究進展Ⅰ——納米材料結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)[J]. 翟慶洲,裘式綸,肖豐收,張宗濤,邵長路.  化學研究與應用. 1998(03)



本文編號：3681242