面對(duì)日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境問題,開發(fā)和研究可再生的綠色能源來替代化石燃料是環(huán)境和能源領(lǐng)域一個(gè)非常重要的課題。氫作為一種能量載體的研究和應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。水分解則是利用催化劑將其他形式能量轉(zhuǎn)化為氫氣的一種可再生手段。Pt和Ru等金屬及其氧化物作為水裂解常用的催化劑,但高昂的成本和資源稀缺性限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此開發(fā)高催化活性的非貴金屬催化劑對(duì)于水裂解產(chǎn)氫技術(shù)意義重大。本論文以CoNiS基材料為研究對(duì)象,探索其作為電催化和光催化產(chǎn)氫催化劑的應(yīng)用,為發(fā)展高效的非貴金屬產(chǎn)氫催化劑提供知識(shí)積累。1.采用磁控濺射鍍膜在碳布基片上制備CoNi合金薄膜,然后高溫硫化的方法制備CoNiS電極。研究了CoNiS電極電催化析氫的活性和穩(wěn)定性。與單組元金屬硫化物CoS電極相比,CoNiS電極表現(xiàn)出高的電催化析氫活性和穩(wěn)定性。CoNiS電極達(dá)到10 mA/cm²電流密度時(shí)所需的電位為253 mV,塔菲爾斜率為54 mV/dec,經(jīng)1000次循環(huán)而沒明顯出現(xiàn)催化析氫活性的退化,說明其是一種高活性的非貴金屬產(chǎn)氫催化劑。2.采用CoNi-MOF作為前驅(qū)體制備CoNiS,并將其作為TiO<...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 可再生能源和氫能
    1.2 產(chǎn)氫反應(yīng)
    1.3 光催化水裂解產(chǎn)氫原理
    1.4 常見水裂解反應(yīng)光催化劑
        1.4.1 二氧化鈦
        1.4.2 金屬氧化物
        1.4.3 金屬硫化物
        1.4.4 氮化物
        1.4.5 硫氧化物和氮氧化物
        1.4.6 納米復(fù)合材料、Z-結(jié)構(gòu)和異質(zhì)結(jié)體系
    1.5 CoNiS產(chǎn)氫催化劑
    1.6 本文的研究目的和主要內(nèi)容
第二章 材料的制備和結(jié)構(gòu)性能表征方法
    2.1 儀器與設(shè)備
    2.2 原料與化學(xué)試劑
    2.3 CoNiS電催化劑的制備與電催化析氫測試
        2.3.1 CoNiS電催化劑的制備
        2.3.2 電化學(xué)性能測試
    2.4 TiO₂@CoNiS雜化材料的制備與光催化產(chǎn)氫測試
        2.4.1 TiO₂@CoNiS雜化材料的制備
        2.4.2 TiO₂@CoNiS雜化材料光催化產(chǎn)氫測試
    2.5 材料結(jié)構(gòu)的表征
        2.5.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.3 透射電子顯微分析(TEM)
        2.5.4 紫外-可見漫反射分析(UV-Vis DRS)
        2.5.5 比表面積測試(BET)
        2.5.6 光致熒光測試(PL)
        2.5.7 瞬態(tài)光電流測試
        2.5.8 X射線光電子能譜(XPS)
第三章 CoNiS的電催化產(chǎn)氫特性研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)方法
    3.2 形貌結(jié)構(gòu)表征
    3.3 電催化析氫性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 TiO₂@CoNiS雜化材料的光催化產(chǎn)氫特性研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)方法
    4.2 結(jié)構(gòu)表征與分析
    4.3 光催化產(chǎn)氫特性
    4.4 光催化產(chǎn)氫機(jī)制
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3823841