隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題不斷加重,開發(fā)高效、清潔、可替代的綠色能源具有重要意義。目前,電解水技術(shù)已經(jīng)成為最具發(fā)展前景的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)之一,其反應(yīng)過程包含析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)。這兩個(gè)反應(yīng)均需要高活性的催化劑來加速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以提高節(jié)能效率。目前,貴金屬基催化劑物被認(rèn)為是最高效的水分解電催化劑。然而,它們的高成本和低儲量嚴(yán)重限制了它們在工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用。因此,開發(fā)高性能、低成本的非貴金屬催化劑成為催化領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵。針對上述問題,本文利用高導(dǎo)電的碳材料作為基底,在其表面可控生長兩種含Ni磷化物,制備得到具有優(yōu)異電催化性能的納米復(fù)合材料,并分別作為HER催化劑和OER催化劑進(jìn)行電解水研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)了Ni_xCo_1-xP復(fù)合還原氧化石墨烯(rGO)電極材料并用作HER催化劑。使用NiCo-MOF-74/GO作為前驅(qū)體,通過熱處理磷化得到Ni_xCo_1-x-x P/rGO納米復(fù)合材料。得益于高導(dǎo)電的rGO作為結(jié)構(gòu)支撐以及過渡金屬Ni的成功摻雜,實(shí)現(xiàn)了Ni_x

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 電催化析氫反應(yīng)與析氧反應(yīng)概述
        1.2.1 電解水制氫簡介
        1.2.2 析氫反應(yīng)
        1.2.3 析氧反應(yīng)
        1.2.4 電催化性能評估
    1.3 現(xiàn)在電催化材料主要研究體系
        1.3.1 析氫反應(yīng)電極材料研究體系
        1.3.2 析氧反應(yīng)電極材料研究體系
    1.4 過渡金屬磷化物復(fù)合材料概述
        1.4.1 過渡金屬磷化物簡介
        1.4.2 過渡金屬磷化物復(fù)合材料電催化性能研究
        1.4.3 過渡金屬磷化物復(fù)合材料的制備方法
    1.5 本文的研究內(nèi)容及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)過程及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
    2.2 材料制備
        2.2.1 Ni_xCo_1-xP/rGO納米復(fù)合材料的制備
        2.2.2 Fe-Ni₂P/NrGO納米復(fù)合材料的制備
    2.3 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 粉末X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.3.4 比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析(BET)
        2.3.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.6 拉曼光譜分析(Raman spectra)
    2.4 材料電化學(xué)性能測試
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 電化學(xué)測試方法
第三章 Ni_xCo_1-xP/rGO電極材料的制備及其在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用
    3.1 前言
    3.2 Ni_xCo_1-xP/rGO電極材料的制備
    3.3 材料的表征
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 形貌與結(jié)構(gòu)
        3.4.2 析氫反應(yīng)性能測試
        3.4.3 析氧反應(yīng)性能測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Fe-Ni₂P/NrGO電極材料的制備及其在析氧反應(yīng)中的應(yīng)用
    4.1 前言
    4.2 Fe-Ni₂P/NrGO電極材料的制備
    4.3 材料的表征
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 形貌與結(jié)構(gòu)
        4.4.2 析氧反應(yīng)性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3777931