發(fā)布時間：2023-06-27 22:09

　　氫氣以其優(yōu)異的重量能量密度、高能量轉換效率,可再生性,以及零污染特性成為既可作為清潔能源又可作為可能源儲存載體的理想選擇。因此,由析氫反應(HER)和析氧反應(OER)組成的電化學催化水分解被認為是一種高效、無污染和可循環(huán)利用的理想途徑。目前,鉑(Pt)基和銥(Ir)基材料分別是HER和OER的理想高效的催化劑。然而,貴金屬材料的地球儲量少和高成本限制了其進一步地廣泛應用。而過渡金屬種類繁多,電子層結構豐富以及價態(tài)多變等優(yōu)點成為最有希望的貴金屬基催化劑替代品。為此,我們設計制備了一系列的過渡金屬基納米材料并對其進行了催化電解水性能的研究。主要內容如下:1.基于銅泡沫(CF)三維多孔結構和過渡金屬磷化物的良好的類金屬特性,我們設計并合成了 NiCoP@Cu₃P/CF多層次雜化納米結構,該結構具有大的比表面積從而能夠暴露更多的活性位點。同時大量不同層次的微孔和通道的存在能夠提高反應過程中的傳質速率和電荷轉移速率。在Ni,Co,Cu多元素間的協同效應以及NiCoP和Cu₃P多相間協同效應的雙重作用下優(yōu)化了材料表面電子分布,從而提高了活性位點的催化活...

【文章頁數】：116 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化水分解的反應機理
        1.2.1 催化電解水產氫機理
        1.2.2 催化電解水產氧機理
    1.3 過渡金屬基電解水催化劑納米材料的分類與發(fā)展
        1.3.1 過渡金屬磷化物
        1.3.2 過渡金屬硫族化合物
        1.3.3 過渡金屬氧化物及氫氧化物
        1.3.4 過渡金屬碳化物和氮化物
    1.4 過渡金屬催化劑的性能優(yōu)化
    1.5 課題提出和研究內容
第2章 NiCoP@Cu₃P復合納米材料的制備以及作為雙功能電解水催化劑的性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 銅泡沫上Cu(OH)₂納米線(NWs)的制備(Cu(OH)₂ NWs/CF)
        2.2.3 銅泡沫上NiCoP@Cu₃P納米片層的制備(NiCoP@Cu₃P/CF)
        2.2.4 Cu₃P NWs/CF的制備
        2.2.5 儀器與表征
    2.3 結果與討論
        2.3.1 形貌和化學組分表征
        2.3.2 電化學催化產氫性能測試
        2.3.3 電化學催化產氧性能測試
    2.4 本章小結
第3章 銅泡沫上原位合成CuO@Cu₂O納米線及其電催化產氫和產氧的性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 銅泡沫上Cu(OH)₂納米線(NWs)的制備(Cu(OH)₂ NWs/CF)
        3.2.3 Cu_xONWs/CF和Cu_xO NWs/CF-N₂的制備
        3.2.4 Cu_xO/CF的制備
        3.2.5 儀器與表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 制備樣品的形貌及化學組成分析
        3.3.2 電化學催化產氫性能測試
        3.3.3 電化學催化產氧性能測試
    3.4 本章小結
第4章 Fe摻雜CoNiMoO_x納米材料的制備以及其電催化產氫和產氧性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 前驅體的制備
        4.2.3 Fe-CoNiMoO_x/NF和Fe-CoNiMoO₄/NF的制備
        4.2.4 Fe-NiMoO_x/NF和CoNiMoO_x/NF的制備
        4.2.5 儀器與表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 Fe-CoNiMoO_x/NF形貌結構及化學組成分析
        4.3.2 電催化產氫性能分析
        4.3.3 電催化產氧性能分析
    4.4 本章小結
全文總結
參考文獻
致謝
個人簡歷
在讀期間發(fā)表的論文與研究成果



本文編號：3835427