氫氣因其燃燒產(chǎn)物無污染,燃燒能量高和可再生性而被廣泛關注,有望滿足全球不斷增長的能源需求。氫氣的來源廣泛、制備方法多樣,其中通過電催化分解水來獲得氫氣的過程具有零污染、制氫純度高等優(yōu)點,因此它是一種很有前景的制氫方式。電解水的過程是由陰極的氫氣析出反應(HER)和陽極的氧氣析出反應(OER)兩個半反應構(gòu)成。而OER反應是在上述反應系統(tǒng)中的限速步驟,其需要經(jīng)過O-H鍵斷裂和O-O鍵的生成的四電子轉(zhuǎn)移過程,導致OER反應具有相對于HER大得多的過電位。目前,基于釕銥的電催化劑能夠最為有效催化OER,但是其高昂的價格限制了其廣泛應用。因此,我們迫切需要開發(fā)地球含量豐富的高效電催化劑應用于電催化分解水。本論文主要基于鐵族過渡金屬元素(鈷、鎳和鐵)設計并合成相應的電催化劑用于催化析氧性反應,以期實現(xiàn)廉價而高效的電化學分解水過程。其具體內(nèi)容如下:1.以鈷鎳金屬硝酸鹽源為原料,通過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。通過調(diào)控不同的反應條件篩選出最優(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

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
        1.1.1 電化學制氫研究現(xiàn)實意義
        1.1.2 電催化分解水的機理
        1.1.3 電催化OER性能評價
    1.2 基于鐵族元素OER電催化劑研究進展
        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 本論文主要研究內(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 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
        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 電化學測量
    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電化學活性評價
        2.3.5 OER反應后討論
        2.3.6 機理分析
    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OER電催化劑
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 鎳鐵氫氧化物的合成
        3.2.4 電化學測量
    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電催化活性評價
        3.3.5 OER反應后討論
    3.4 小結(jié)
第4章 過渡金屬鈷氧化物納米棒作為高效堿性OER電催化劑
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 CoO納米棒的合成
        4.2.4 電化學測量
    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催化活性評價
        4.3.5 OER反應后討論
    4.4 小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝
在學期間的科研情況



本文編號：3801647