氫氣作為高效的二級(jí)能源載體,在氫冶金中可充當(dāng)主要的還原劑和能量來(lái)源,是冶金綠色發(fā)展和“氫經(jīng)濟(jì)”的重要支柱;而電解水制氫可以利用電能作為分解水的動(dòng)力,是當(dāng)前能源體系中最有前景的氫氣綠色制備技術(shù)之一。然而,優(yōu)良的析氫反應(yīng)(HER)催化電極——金屬Pt,自然資源匱乏,價(jià)格昂貴,極大地限制了傳統(tǒng)電解工藝的發(fā)展;而儲(chǔ)量豐富的過(guò)渡金屬催化電極,如用Ni,Fe等導(dǎo)電金屬時(shí),往往需要較高的過(guò)電位,致使產(chǎn)氫效率低、電能損耗大,使該技術(shù)應(yīng)用范圍受到了嚴(yán)重限制。此外,研究表明,由于反應(yīng)路徑不同,貴金屬Pt在堿性電解液中催化HER時(shí)其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)比在酸性電解液中慢至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。本論文基于酸堿性介質(zhì)中HER路徑不同,設(shè)計(jì)了三種雜化催化劑用以推動(dòng)整體HER的進(jìn)行;所得雙位點(diǎn)催化劑均展現(xiàn)出優(yōu)于單一位點(diǎn)催化劑的析氫催化效果,證明了雙位點(diǎn)設(shè)計(jì)的有效性,為工業(yè)催化劑的合理設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)上和理論上的參考依據(jù);雜化材料的設(shè)計(jì)和制備方法也將對(duì)電催化、超級(jí)電容器、金屬—空氣電池等電極材料的研究起到借鑒意義。本研究具體內(nèi)容如下:(1)采用水熱法在泡沫鎳基底上制備了NiRu-LDH納米薄膜,在用于析氧反應(yīng)10 h后,發(fā)現(xiàn)其Ru...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氫氣制備工藝
        1.2.1 化石燃料制氫
        1.2.2 生物質(zhì)制氫
        1.2.3 光解水制氫
        1.2.4 電解水制氫
    1.3 電解析氫機(jī)理
    1.4 析氫催化研究現(xiàn)狀
        1.4.1 非金屬催化劑
        1.4.2 過(guò)渡金屬合金催化劑
        1.4.3 過(guò)渡金屬化合物催化劑
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 堿性條件下Pt/Ni Ru-OH雙位點(diǎn)析氫催化劑
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.4 樣品的表征
        2.2.5 樣品的電化學(xué)測(cè)試
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 功能化Ni Ru-OH的發(fā)現(xiàn)
        2.3.2 Pt/Ni Ru-OH的表征結(jié)果
        2.3.3 HER活性研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 堿性條件下Ru-Ni Co-LDH雙位點(diǎn)析氫催化劑
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.4 樣品的表征
        3.2.5 樣品的電化學(xué)測(cè)試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 Ru-Ni Co-LDH的表征結(jié)果
        3.3.2 HER活性研究
        3.3.3 Ru活性位點(diǎn)的證明
    3.4 本章小結(jié)
第4章 酸性條件下Pt-MoS₂雙位點(diǎn)析氫催化劑
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.4 樣品的表征
        4.2.5 樣品的電化學(xué)測(cè)試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌與物相的表征結(jié)果
        4.3.2 HER活性研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間參與發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3814892