氫氣因其燃燒產(chǎn)物無(wú)污染,燃燒能量高和可再生性而被廣泛關(guān)注,有望滿(mǎn)足全球不斷增長(zhǎng)的能源需求。氫氣的來(lái)源廣泛、制備方法多樣,其中通過(guò)電催化分解水來(lái)獲得氫氣的過(guò)程具有零污染、制氫純度高等優(yōu)點(diǎn),因此它是一種很有前景的制氫方式。電解水的過(guò)程是由陰極的氫氣析出反應(yīng)(HER)和陽(yáng)極的氧氣析出反應(yīng)(OER)兩個(gè)半反應(yīng)構(gòu)成。而OER反應(yīng)是在上述反應(yīng)系統(tǒng)中的限速步驟,其需要經(jīng)過(guò)O-H鍵斷裂和O-O鍵的生成的四電子轉(zhuǎn)移過(guò)程,導(dǎo)致OER反應(yīng)具有相對(duì)于HER大得多的過(guò)電位。目前,基于釕銥的電催化劑能夠最為有效催化OER,但是其高昂的價(jià)格限制了其廣泛應(yīng)用。因此,我們迫切需要開(kāi)發(fā)地球含量豐富的高效電催化劑應(yīng)用于電催化分解水。本論文主要基于鐵族過(guò)渡金屬元素(鈷、鎳和鐵)設(shè)計(jì)并合成相應(yīng)的電催化劑用于催化析氧性反應(yīng),以期實(shí)現(xiàn)廉價(jià)而高效的電化學(xué)分解水過(guò)程。其具體內(nèi)容如下:1.以鈷鎳金屬硝酸鹽源為原料,通過(guò)一步水熱法合成了不同比例的苯甲酸根插層的氫氧化鎳鈷納米帶。通過(guò)調(diào)控不同的反應(yīng)條件篩選出最優(yōu)條件下合成的苯甲酸根插層的氫氧化鎳鈷超薄納米帶,并系統(tǒng)研究了該材料的組成、形貌、結(jié)構(gòu)以及在1 M KOH溶液中的OER性能。Co

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
        1.1.1 電化學(xué)制氫研究現(xiàn)實(shí)意義
        1.1.2 電催化分解水的機(jī)理
        1.1.3 電催化OER性能評(píng)價(jià)
    1.2 基于鐵族元素OER電催化劑研究進(jìn)展
        1.2.1 基于金屬鈷的OER電催化劑
        1.2.2 基于金屬鎳的OER電催化劑
        1.2.3 基于金屬鐵的OER電催化劑
    1.3 本論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 超薄苯甲酸根插層氫氧化鎳鈷納米帶作為高效OER電催化劑
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 超薄苯甲酸根插層氫氧化鎳鈷納米帶的合成
        2.2.4 電化學(xué)測(cè)量
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 形貌分析
        2.3.3 組成分析
        2.3.4 OER電化學(xué)活性評(píng)價(jià)
        2.3.5 OER反應(yīng)后討論
        2.3.6 機(jī)理分析
    2.4 小結(jié)
第3章 Mg O模板衍生的鎳鐵氫氧化物作為高效堿性O(shè)ER電催化劑
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 鎳鐵氫氧化物的合成
        3.2.4 電化學(xué)測(cè)量
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 形貌分析
        3.3.3 組成分析
        3.3.4 OER電催化活性評(píng)價(jià)
        3.3.5 OER反應(yīng)后討論
    3.4 小結(jié)
第4章 過(guò)渡金屬鈷氧化物納米棒作為高效堿性O(shè)ER電催化劑
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.3 CoO納米棒的合成
        4.2.4 電化學(xué)測(cè)量
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 組成分析
        4.3.4 OER催化活性評(píng)價(jià)
        4.3.5 OER反應(yīng)后討論
    4.4 小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的科研情況



本文編號(hào)：3801647