過渡金屬電催化劑(如鈷、鎳、鎢基等)因其廉價、儲量豐富以及易于調(diào)控的d電子結(jié)構(gòu),被廣泛應(yīng)用于催化材料、磁性材料等領(lǐng)域,被認(rèn)為是具有發(fā)展前景的非貴金屬基電催化材料。傳統(tǒng)的過渡金屬催化劑大都位于火山型關(guān)系圖的半峰位置,對活性H^*的吸附太強或太弱,不利于析氫反應(yīng)的進行。基于此,本論文通過實驗制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的高性能Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極,并進一步制備了具有大孔連通的多孔結(jié)構(gòu)的高效P-CoFeP NPs/Ni雙功能電催化劑,以克服析氫反應(yīng)速率受動力學(xué)緩慢的析氧反應(yīng)的限制。論文主要從兩個方面來優(yōu)化實驗設(shè)計:⑴在堿性條件下降低水解離能壘或優(yōu)化氫吸附自由能(△G_H*),采用構(gòu)筑界面和元素?fù)诫s的方式提高催化劑的本征活性;⑵優(yōu)化催化劑的形態(tài)結(jié)構(gòu),提高催化劑比表面積,增加催化活性位點數(shù)目,提供更多氣體和離子傳輸通道。論文的主要工作如下:1模板法制備核殼結(jié)構(gòu)的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極的研究通過水熱法...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水制氫
        1.2.1 電解原理
        1.2.2 堿性介質(zhì)中的析氫機理以及調(diào)控
        1.2.3 堿性介質(zhì)中的析氧機理及調(diào)控
    1.3 全解水電極
        1.3.1 析氫電極的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 析氧電極的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究意義及內(nèi)容
2 實驗部分
    2.1 實驗試劑和材料
    2.2 實驗儀器
    2.3 電極表征方法
        2.3.1 電化學(xué)性能表征
        2.3.2 物理表征
3 模板法制備核殼結(jié)構(gòu)的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極的研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 核殼結(jié)構(gòu)的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極的制備
        3.2.2 電化學(xué)測試及結(jié)構(gòu)表征
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 核殼結(jié)構(gòu)的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極的形貌表征
        3.3.2 核殼結(jié)構(gòu)的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極的結(jié)構(gòu)組成分析
        3.3.3 核殼結(jié)構(gòu)的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極的電化學(xué)活性測試
        3.3.4 核殼結(jié)構(gòu)的Co@WO₂@Ni₁₇W₃/Ni析氫電極的穩(wěn)定性測試
    3.4 本章小結(jié)
4 MOF衍生的多孔CoFeP/Ni納米片陣列電極用作高效全解水
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 P-CoFeP/Ni納米片全解水電極的制備
        4.2.2 電化學(xué)測試及結(jié)構(gòu)表征
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 P-CoFeP NPs/Ni全解水電極的形貌表征
        4.3.2 P-CoFeP NPs/Ni全解水電極的結(jié)構(gòu)組成分析
        4.3.3 P-CoFeP NPs/Ni全解水電極的電化學(xué)活性測試
        4.3.4 P-CoFeP NPs/Ni全解水電極的穩(wěn)定性測試
        4.3.5 各種參數(shù)對催化性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻
附錄
    A 碩士研究生期間的科研成果
    B 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3802980