在能源的可持續(xù)發(fā)展背景下,氫能作為一種清潔可再生的能源載體,被認(rèn)為是未來能源供應(yīng)的潛在替代方案,并越來越受到大家的關(guān)注。水電解作為一種從水中產(chǎn)生氫氣的方法,環(huán)保并且可持續(xù)。但是在水電解的兩個半反應(yīng)中,析氧反應(yīng)(OER)及析氫反應(yīng)(HER)較高的過電位嚴(yán)重制約水電解制氫方法的工業(yè)化應(yīng)用。貴金屬基電催化劑由于優(yōu)異的電催化性能被廣泛關(guān)注,但是高昂的價格以及在自然界中的稀缺性極大地阻礙了其在水電解中的應(yīng)用。因此發(fā)展低成本的具有優(yōu)異析氫和析氧性能的電催化劑具有極其重大的意義。金屬有機(jī)框架化合物(MOFs)由于其獨特的物化性質(zhì)、組成和結(jié)構(gòu)的多樣性和特殊的形貌,被廣泛用于構(gòu)建性能優(yōu)異的電催化劑。通過改變MOFs前驅(qū)物中金屬離子的種類和后處理過程,我們可以調(diào)控產(chǎn)物的形貌結(jié)構(gòu)、金屬元素的種類,這為HER和OER電催化劑的研究提供了很好的平臺。本文主要通過設(shè)計和制備幾種基于MOF的過渡金屬化合物,并對其電化學(xué)析氫和析氧展開了一系列的研究。以普魯士藍(lán)類似物Co-Co PBA為前驅(qū)體和模板,通過堿刻蝕、離子交換和低溫磷化過程合成Fe摻雜的CoP中空納米立方體,并將其應(yīng)用于電化學(xué)析氧反應(yīng);以Co-Fe PBA為...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 電解水機(jī)制
        1.2.1 電解水
        1.2.2 析氫反應(yīng)(HER)
        1.2.3 析氧反應(yīng)(OER)
        1.2.4 性能評估方法
    1.3 催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 析氫催化劑
        1.3.2 析氧催化劑
    1.4 本課題的意義及內(nèi)容
第2章 Fe摻雜的CoP中空納米立方體的制備及其電催化析氧性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 實驗所需溶液
        2.2.4 Fe-CoP中空納米立方體的制備
        2.2.5 工作電極的制備
        2.2.6 材料表征及電催化性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 Fe-CoP中空納米立方體及其前驅(qū)體的形貌和微結(jié)構(gòu)
        2.3.2 Fe-CoP中空納米立方體的電催化析氧性能
        2.3.3 合成參數(shù)優(yōu)化
        2.3.4 Fe-CoP中空納米立方體的長期穩(wěn)定性
    2.4 本章小結(jié)
第3章 CoP/CoPS₃中空納米盒的制備及其電催化析氧性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 實驗所需溶液
        3.2.4 CoP/CoPS₃ 中空納米盒的制備
        3.2.5 樣品結(jié)構(gòu)與性能的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 CoP/CoPS₃ 中空納米盒的形貌及其微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.2 CoP/CoPS₃ 中空納米盒的電催化析氧性能
        3.3.3 CoP/CoPS₃ 中空納米盒的長期穩(wěn)定性
    3.4 本章小結(jié)
第4章 CoP/MoS2中空納米盒的制備及其電催化析氫性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 CoP/MoS₂ 中空納米盒的制備
        4.2.4 樣品結(jié)構(gòu)與性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 CoP/MoS₂ 中空納米盒的形貌及結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 CoP/MoS₂ 中空納米盒的電化學(xué)性能
        4.3.3 CoP/MoS₂ 中空納米盒的長期穩(wěn)定性
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝



本文編號：3819890