銅基合金/碳納米纖維雜化材料的制備及其在電催化析氫中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2022-10-04 12:57
能源枯竭和環(huán)境惡化是妨礙可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的兩大障礙,因此開發(fā)綠色環(huán)保的新型能源以取代化石燃料是未來能源的發(fā)展趨勢。氫能源因其清潔、高效、可持續(xù)等特點(diǎn)而被公認(rèn)為最有潛力的能源載體之一。在眾多的制氫方法中,電催化分解水因方法簡單、產(chǎn)物純度高、資源豐富而引起了廣泛的關(guān)注,鉑基材料作為最好的析氫催化劑因?yàn)閮r(jià)格昂貴和地球儲(chǔ)量少而無法大規(guī)模地商業(yè)應(yīng)用。因此,如何在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)提高催化劑的析氫活性和穩(wěn)定性成為了當(dāng)前急需解決的難題。隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展,零維納米顆粒和一維納米纖維由于其特殊的納米效應(yīng)和高比表面積而被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。同時(shí),資源豐富且廉價(jià)的Cu基納米材料因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)也逐漸進(jìn)入了人們的視線;谏鲜鲈,本文通過靜電紡絲技術(shù)和高溫碳化工藝制備了一系列超細(xì)碳納米纖維作為支撐材料來負(fù)載Cu基納米顆粒(NPs),將其作為電極材料應(yīng)用于電催化析氫領(lǐng)域,系統(tǒng)研究和分析了Cu基納米顆粒的形貌和尺寸與催化活性之間的關(guān)系。主要內(nèi)容如下:(1)通過溶膠凝膠法制備含有Cu鹽的PVA水溶液,然后采用靜電紡絲技術(shù)和高溫碳化工藝得到CuNPs/碳納米纖維(CNFs)雜化材料,利用掃描電子顯微鏡(S...
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮寫、符號(hào)清單和術(shù)語表
第一章 緒論
1.1 電催化析氫概述
1.1.1 反應(yīng)機(jī)理
1.1.2 理論計(jì)算
1.2 Cu基材料在電催化析氫中的應(yīng)用
1.2.1 Cu的物理化學(xué)性質(zhì)
1.2.2 Cu基材料作為析氫電極的研究進(jìn)展
1.3 靜電紡絲技術(shù)簡介
1.4 論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 論文的主要內(nèi)容
1.4.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)方法與樣品表征
2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2 樣品的制備
2.2.1 CuNPs/CNFs雜化材料的制備
2.2.2 Pt-Cu/CNFs 雜化材料的制備
2.2.3 Au-Cu/CNFs 雜化材料的制備
2.3 樣品的表征方法
2.4 樣品的性能測試
第三章 CuNPs/CNFs雜化材料的制備及其在電催化析氫中的應(yīng)用
3.1 引言
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 Cu NPs/CNFs 雜化材料的形貌與結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 Cu NPs/CNFs 雜化材料的電化學(xué)性能
3.3 本章小結(jié)
第四章 Pt-Cu/CNFs雜化材料的制備及其在電催化析氫中的應(yīng)用
4.1 引言
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 Pt-Cu/CNFs 雜化材料的形貌與結(jié)構(gòu)分析
4.2.2 Pt-Cu/CNFs 雜化材料的電化學(xué)性能測試
4.3 本章小結(jié)
第五章 Au-Cu/CNFs雜化材料的制備及其在電催化析氫中的應(yīng)用
5.1 引言
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 Au-Cu/CNFs 雜化材料的形貌與結(jié)構(gòu)分析
5.2.2 Au-Cu/CNFs 雜化材料的電化學(xué)性能測試
5.3 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)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]日本研究用太陽能發(fā)電制氫儲(chǔ)氫技術(shù)[J]. 舟丹. 中外能源. 2017(08)
[2]殼聚糖納米纖維的制備及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 吳敬瑞,于亞蘭,趙薇,余祥艷,王瑩,楊帥,張大偉. 廣東化工. 2017(14)
[3]Cu2+摻雜TiO2的制備及光催化性能[J]. 武小滿,郭麗麗,候東霞. 化工新型材料. 2017(05)
[4]石墨烯負(fù)載MoS2-Ni2P納米顆粒作為析氫電催化劑[J]. 秦瑞杰,張占男,王宇新. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2017(02)
[5]靜電紡納米纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 楊海貞,蔡志江. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2015(03)
[6]微波輔助Cu(Ⅱ)-Fenton體系催化氧化處理對硝基苯酚廢水[J]. 苗肖君,王楠楠,趙姍姍,潘維倩,王鵬. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]焙燒溫度對Cu/Zn/Al催化劑超臨界甲醇中木質(zhì)素液化的影響[J]. 毛朋濤,李法社,包桂蓉,王華,王崢. 應(yīng)用化工. 2014(05)
[8]納米金/單壁碳納米管復(fù)合物的制備、表征及其多相催化的潛力(英文)[J]. Anne E.Shanahan,James A.Sullivan,Mary McNamara,Hugh J.Byrne. 新型炭材料. 2011(05)
[9]無氯Cu/AC催化劑的制備及其催化氣相甲醇氧化羰基化反應(yīng)性能[J]. 王瑞玉,李忠,鄭華艷,謝克昌. 催化學(xué)報(bào). 2010(07)
[10]尺寸效應(yīng)對Er3+摻雜納米Y2O3的發(fā)光特性的影響[J]. 肖思國,陽效良,丁建文,顏曉紅. 物理學(xué)報(bào). 2009(01)
博士論文
[1]一維氧化物、硫化物納米材料的制備,功能化與應(yīng)用[D]. 胥明.復(fù)旦大學(xué) 2014
本文編號(hào):3685069
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮寫、符號(hào)清單和術(shù)語表
第一章 緒論
1.1 電催化析氫概述
1.1.1 反應(yīng)機(jī)理
1.1.2 理論計(jì)算
1.2 Cu基材料在電催化析氫中的應(yīng)用
1.2.1 Cu的物理化學(xué)性質(zhì)
1.2.2 Cu基材料作為析氫電極的研究進(jìn)展
1.3 靜電紡絲技術(shù)簡介
1.4 論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 論文的主要內(nèi)容
1.4.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)方法與樣品表征
2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2 樣品的制備
2.2.1 CuNPs/CNFs雜化材料的制備
2.2.2 Pt-Cu/CNFs 雜化材料的制備
2.2.3 Au-Cu/CNFs 雜化材料的制備
2.3 樣品的表征方法
2.4 樣品的性能測試
第三章 CuNPs/CNFs雜化材料的制備及其在電催化析氫中的應(yīng)用
3.1 引言
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 Cu NPs/CNFs 雜化材料的形貌與結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 Cu NPs/CNFs 雜化材料的電化學(xué)性能
3.3 本章小結(jié)
第四章 Pt-Cu/CNFs雜化材料的制備及其在電催化析氫中的應(yīng)用
4.1 引言
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 Pt-Cu/CNFs 雜化材料的形貌與結(jié)構(gòu)分析
4.2.2 Pt-Cu/CNFs 雜化材料的電化學(xué)性能測試
4.3 本章小結(jié)
第五章 Au-Cu/CNFs雜化材料的制備及其在電催化析氫中的應(yīng)用
5.1 引言
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 Au-Cu/CNFs 雜化材料的形貌與結(jié)構(gòu)分析
5.2.2 Au-Cu/CNFs 雜化材料的電化學(xué)性能測試
5.3 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)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]日本研究用太陽能發(fā)電制氫儲(chǔ)氫技術(shù)[J]. 舟丹. 中外能源. 2017(08)
[2]殼聚糖納米纖維的制備及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 吳敬瑞,于亞蘭,趙薇,余祥艷,王瑩,楊帥,張大偉. 廣東化工. 2017(14)
[3]Cu2+摻雜TiO2的制備及光催化性能[J]. 武小滿,郭麗麗,候東霞. 化工新型材料. 2017(05)
[4]石墨烯負(fù)載MoS2-Ni2P納米顆粒作為析氫電催化劑[J]. 秦瑞杰,張占男,王宇新. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2017(02)
[5]靜電紡納米纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 楊海貞,蔡志江. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2015(03)
[6]微波輔助Cu(Ⅱ)-Fenton體系催化氧化處理對硝基苯酚廢水[J]. 苗肖君,王楠楠,趙姍姍,潘維倩,王鵬. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]焙燒溫度對Cu/Zn/Al催化劑超臨界甲醇中木質(zhì)素液化的影響[J]. 毛朋濤,李法社,包桂蓉,王華,王崢. 應(yīng)用化工. 2014(05)
[8]納米金/單壁碳納米管復(fù)合物的制備、表征及其多相催化的潛力(英文)[J]. Anne E.Shanahan,James A.Sullivan,Mary McNamara,Hugh J.Byrne. 新型炭材料. 2011(05)
[9]無氯Cu/AC催化劑的制備及其催化氣相甲醇氧化羰基化反應(yīng)性能[J]. 王瑞玉,李忠,鄭華艷,謝克昌. 催化學(xué)報(bào). 2010(07)
[10]尺寸效應(yīng)對Er3+摻雜納米Y2O3的發(fā)光特性的影響[J]. 肖思國,陽效良,丁建文,顏曉紅. 物理學(xué)報(bào). 2009(01)
博士論文
[1]一維氧化物、硫化物納米材料的制備,功能化與應(yīng)用[D]. 胥明.復(fù)旦大學(xué) 2014
本文編號(hào):3685069
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