能源結(jié)構(gòu)的多元化是時代發(fā)展必不可少的基石,能源緊缺、能源分布不均以及隨之而來的環(huán)境污染使能源轉(zhuǎn)型問題更加突出。氫能具有高能量密度(120 MJ kg^-1)和產(chǎn)物無污染的特點,被視為最有前景的清潔能源之一,能有效緩解能源形式單一和嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。電解水制氫技術(shù)中原料為水,不同于傳統(tǒng)化石能源受到地域的嚴(yán)格限制,氫氣可以隨時在水源地生成和使用;同時電解水技術(shù)的優(yōu)勢主要在于大規(guī)模制取高純氫氣,因此如何高效制氫成為整個氫經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵問題。實際的電解水過程中往往需要高效的電催化劑以提高制氫效率和減小能耗,目前析氫效率最好的催化劑為鉑族貴金屬,但是由于其儲量有限,價格高昂等原因并不適合用作大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中。因此開發(fā)其它性能優(yōu)異,價格低廉的析氫催化材料成為一項重要的課題,并且受到工業(yè)界和科研領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。電解水陰極析氫反應(yīng)是一個多步驟的反應(yīng),涉及反應(yīng)物的吸附,中間體的生成和產(chǎn)物的脫附,本文通過合理設(shè)計和構(gòu)筑具有多相界面結(jié)構(gòu)的高效催化劑,優(yōu)化催化反應(yīng)動力學(xué),提高催化效率,探索多相催化劑界面結(jié)構(gòu)與催化活性之間的構(gòu)效關(guān)系。主要內(nèi)容如下:（1）金屬-金屬氧化物異質(zhì)結(jié)界面的構(gòu)建。... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水析氫反應(yīng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電解水析氫反應(yīng)的基礎(chǔ)認(rèn)識
        1.2.2 電解水析氫反應(yīng)的機理研究
    1.3 析氫反應(yīng)催化劑的設(shè)計思路
        1.3.1 金屬合金及化合物均相催化劑
        1.3.2 缺陷構(gòu)筑型催化劑
        1.3.3 界面調(diào)控型催化劑
    1.4 本課題的研究思路以及研究內(nèi)容
第二章 實驗試劑、儀器及表征方法
    2.1 實驗藥品和儀器設(shè)備
        2.1.1 主要實驗藥品
        2.1.2 主要實驗儀器
    2.2 結(jié)構(gòu)分析和表征方法
        2.2.1 顯微結(jié)構(gòu)與元素組成分析
        2.2.2 表界面結(jié)構(gòu)與化學(xué)價態(tài)分析
    2.3 電化學(xué)性能測試和評估
        2.3.1 循環(huán)伏安法
        2.3.2 線性掃描伏安法
        2.3.3 電化學(xué)交流阻抗法
        2.3.4 計時電流法和計時電位法
        2.3.5 動力學(xué)步驟的分析和轉(zhuǎn)換頻率的計算方法
第三章 Ru-WO_(2.72)異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑及其電催化析氫性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 WO_(2.72) 納米線的制備以及Ru-WO_(2.72) 異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑
        3.2.2 工作電極的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Ru-WO_(2.72) 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的表征和界面結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 Ru-WO_(2.72) 電催化析氫性能分析
        3.3.3 Ru-WO_(2.72) 異質(zhì)結(jié)界面的分析以及協(xié)同催化析氫機理討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 WO_(2.72)@PANI復(fù)合界面的構(gòu)建及其電催化析氫反應(yīng)的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 WO_(2.72) 的制備以及表面PANI包覆
        4.2.2 工作電極的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 WO_(2.72)@PANI形貌與界面結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 WO_(2.72)@PANI電催化析氫性能分析
        4.3.3 WO_(2.72)@PANI界面協(xié)同催化析氫機理討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 CoP@Co(OH)_x復(fù)合界面的構(gòu)建及其堿性條件電催化析氫性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 CoP納米片的制備以及表面電化學(xué)修飾
        5.2.2 Co(OH)_2 納米片對比材料的制備
        5.2.3 工作電極的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 CoP@Co(OH)_x形貌與表面結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 CoP@Co(OH)_x電催化析氫性能分析
        5.3.3 CoP@Co(OH)_x復(fù)合界面的形成機制以及電催化析氫反應(yīng)機理討論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 碩士期間取得的科研成果
致謝



本文編號：3714074