氫能被認(rèn)為是最清潔的能源。電解水制氫是一種非常有前景的綠色制氫技術(shù)。堿性電解水制氫技術(shù)是目前最常用的商業(yè)電解水技術(shù)。相比起固體氧化物電解和質(zhì)子交換膜電解,堿性電解水需要的電壓更高,能耗更多,亟需催化性能優(yōu)異的析氧反應(yīng)（oxygen evolution reaction,OER）和析氫反應(yīng)（hydrogen evolution reaction,HER）催化劑。目前成本低且地球儲(chǔ)量豐富的過(guò)渡金屬的化合物在堿性電解水中的應(yīng)用得到了廣泛的研究。在這些材料中,過(guò)渡金屬氫氧化物和氧化物被認(rèn)為是堿性電解質(zhì)中水分解電催化劑的最佳選擇,但是其OER和HER催化性能仍有待提高。過(guò)渡金屬氫氧化物和氧化物的導(dǎo)電性不好,可以選擇三維導(dǎo)電基底原位生長(zhǎng)催化活性成分來(lái)避免粘結(jié)劑的使用,進(jìn)而提高催化劑導(dǎo)電性。過(guò)渡金屬氫氧化物的成分對(duì)其OER性能影響較大,通過(guò)調(diào)節(jié)不同金屬比例提高其OER催化性能。過(guò)渡金屬氧化物通過(guò)被認(rèn)為是HER惰性的,通過(guò)元素?fù)诫s或者負(fù)載其他高活性HER催化成分來(lái)提高其HER催化活性。本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:（1）論文的第三章節(jié)采用Fe-Ni雙金屬泡沫作為鐵、鎳源和導(dǎo)電基底,以簡(jiǎn)便、低成本、高效的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水制氫
    1.3 堿性電催化析氧反應(yīng)
        1.3.1 堿性電催化析氧反應(yīng)原理
        1.3.2 堿性電催化析氧催化劑研究進(jìn)展
    1.4 堿性電催化析氫反應(yīng)
        1.4.1 堿性電催化析氫反應(yīng)原理
        1.4.2 堿性電催化析氫催化劑研究進(jìn)展
    1.5 電解水催化劑析氫和析氧反應(yīng)活性評(píng)價(jià)參數(shù)
        1.5.1 過(guò)電位
        1.5.2 Tafel斜率和交換電流密度
        1.5.3 電化學(xué)阻抗
        1.5.4 電化學(xué)面積
        1.5.5 氫吸附的吉布斯自由能
        1.5.6 產(chǎn)氫量/產(chǎn)氧量和法拉第效率
        1.5.7 穩(wěn)定性
    1.6 本論文的研究思路及內(nèi)容
        1.6.1 研究思路
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 儀器
    2.2 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 球差校正透射電子顯微鏡
        2.2.4 X射線多晶衍射儀
        2.2.5 X射線光電子能譜
        2.2.6 原子力顯微鏡
        2.2.7 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀
        2.2.8 比表面與孔徑分析儀
    2.3 電化學(xué)性能測(cè)試分析
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 催化劑的電催化性能測(cè)試
第三章 以雙金屬泡沫為基底一步合成Fe-Ni氫氧化物納米片用于析氧反應(yīng)和全解水
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料制備
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 電化學(xué)測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的形貌與結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 電解水析氧反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 原位蝕刻泡沫鎳制備Ni摻雜的MxOy(M=Co,Mn,Fe)納米片陣列大尺寸電極用于電解水
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料制備
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 電化學(xué)測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的形貌與結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 電解水催化性能評(píng)價(jià)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 通過(guò)氧來(lái)調(diào)控負(fù)載在Co_3O_4多孔納米線上的Ru納米簇的析氫反應(yīng)性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 材料制備
        5.2.2 材料表征
        5.2.3 電化學(xué)測(cè)試
        5.2.4 密度泛函理論(The density functional theory,DFT)計(jì)算
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 催化劑的形貌與結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 電解水析氫反應(yīng)電催化性能評(píng)價(jià)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Novel Co3O4 Nanoparticles/Nitrogen-Doped Carbon Composites with Extraordinary Catalytic Activity for Oxygen Evolution Reaction（OER）[J]. Xiaobing Yang,Juan Chen,Yuqing Chen,Pingjing Feng,Huixian Lai,Jintang Li,Xuetao Luo.  Nano-Micro Letters. 2018(01)
[2]“氫能文明”開(kāi)始向我們走來(lái)——訪國(guó)際氫能源協(xié)會(huì)終身理事鮑德佑研究員[J]. 陳偉立.  中國(guó)石化. 2007(08)



本文編號(hào)：3694438