發(fā)布時間：2023-03-21 11:56

　　析氧反應(yīng)(OER)是水電解制氫的控制步驟,開發(fā)出具備高活性、高比表面積以及高穩(wěn)定性的過渡金屬析氧催化劑具有重要意義。目前所報(bào)道的銅基析氧催化劑的OER活性相比Ni、Co基等金屬氧化物仍在明顯差距。因此開發(fā)出高效、穩(wěn)定的銅基析氧催化劑依然面臨著挑戰(zhàn)。去合金化法能有效地改進(jìn)催化劑結(jié)構(gòu),暴露更多的活性位點(diǎn),從而提升催化性能。本論文利用去合金化法制備自支撐型多孔銅基催化劑,并研究其OER催化劑性能。通過刻蝕Mg72Cu28、Mg61Cu28Cd11、Mg61Cu28Y11,并結(jié)合電化學(xué)陽極化處理,我們成功制備了一系列的自支撐型多孔銅基納米線(p-CuNWs)。SEM表征所制備的p-CuNWs電極表面為均勻分布的納米線。利用XRD和XPS對催化劑的晶相結(jié)構(gòu)和價態(tài)進(jìn)行表征,證明樣品以Cu的氫氧化物為主。用線性掃描法(LSV)等電化學(xué)方法評估p-CuNWs的OER活性,其中以Mg72Cu28為前驅(qū)體制備的p-CuNWs的催化活性最高。在堿性條件中過電位在η=310 mV時,電流密度達(dá)到10 mA cm-2,塔菲爾斜率為85 mV dec-1,可持續(xù)催化10 h以上。我們同時證明通過Cd和Y元素的摻雜...

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 析氧反應(yīng)概論
        1.2.1 過電位與塔菲爾斜率
        1.2.2 電化學(xué)阻抗譜圖與電化學(xué)比表面積
        1.2.3 穩(wěn)定性
    1.3 過渡金屬析氧反應(yīng)催化劑的類型
        1.3.1 Ni基OER催化劑
        1.3.2 Co基OER催化劑
        1.3.3 Fe基OER催化劑
        1.3.4 Mn基OER催化劑
        1.3.5 Cu基OER催化劑
    1.4 去合金化法制備多孔材料
    1.5 本課題的研究意義與方法
        1.5.1 研究內(nèi)容與意義
        1.5.2 研究方法
        1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 化學(xué)刻蝕CuMg系列合金及析氧性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 合金條帶的制備
    2.3 化學(xué)刻蝕Mg₇₂Cu₂₈及OER性能探究
        2.3.1 p-CuNWs、p-Cu樣品的制備
        2.3.2 p-Cu和p-CuNWs樣品微觀形貌
        2.3.3 p-Cu和p-CuNWs樣品晶體結(jié)構(gòu)
        2.3.4 p-CuNWs樣品價態(tài)分析
        2.3.5 p-CuNWs電化學(xué)性能分析
    2.4 化學(xué)刻蝕Mg₆₁Cu₂₈Cd₁₁、Mg₆₁Cu₂₈Y₁₁及OER性能探究
        2.4.1 p(Cd)-Cu、p(Y)-Cu、p(Cd)-CuNWs和p(Y)-CuNWs樣品制備
        2.4.2 p(Cd)-CuNWs和p(Y)-CuNWs樣品微觀形貌
        2.4.3 p(Cd)-CuNWs和p(Y)-CuNWs樣品晶體結(jié)構(gòu)
        2.4.4 p(Cd)-CuNWs和p(Y)-CuNWs電化學(xué)性能分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 電化學(xué)刻蝕CuAl系列合金及析氧性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 Al₆₀Cu₃₆Co₄和Al₆₀Cu₄₀的制備
        3.2.3 Al₆₀Cu₃₆Co₄樣品的表征
    3.3 電化學(xué)刻蝕Al₆₀Cu₃₆Co₄和Al₆₀Cu₄₀及OER性能探究
        3.3.1 p-CuCoO_x及p-CuO_x樣品制備
        3.3.2 p-CuCoO_x及p-CuO_x樣品微觀形貌以及組成
        3.3.3 p-CuCoO_x及p-CuO_x樣品晶體結(jié)構(gòu)及組成
        3.3.4 p-CuCoO_x及p-CuO_x樣品電化學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望及建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果果



本文編號：3766966