電催化分解水制備的氫氣是一種很有前途的化石燃料替代品。鉑基材料被認(rèn)為是電催化析氫反應(yīng)中最高效的催化劑,但高成本阻礙了其在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用。作為一種非貴金屬基材料,碳化鉬在電催化和多相催化領(lǐng)域均得到了廣泛的關(guān)注。通過與導(dǎo)電性良好的基質(zhì)復(fù)合并使其活性位點(diǎn)充分暴露已逐漸成為設(shè)計(jì)合成碳化鉬基析氫催化劑材料的有效策略。本論文設(shè)計(jì)合成了幾種Mo₂C/NC納米復(fù)合材料,詳細(xì)研究了這些材料的化學(xué)組成與微觀結(jié)構(gòu)對其電催化析氫性能的影響。通過簡單的共沉淀法,分別以苯胺、芐胺和鄰甲苯胺作為含氮碳源,與鉬酸銨進(jìn)行雜化后在800 ^oC下進(jìn)行碳化,得到三種納米復(fù)合材料Mo₂C/NC-AN、Mo₂C/NC-BZA和Mo₂C/NC-OT。測試結(jié)果表明,更換含氮碳源會改變材料的微觀形貌和材料表面的元素價態(tài)分布,因此影響材料的析氫性能。對這三種材料分別在酸性溶液和堿性溶液中進(jìn)行析氫測試。發(fā)現(xiàn)酸性溶液中,電流密度為-10 mA·cm^-2時,Mo₂C/NC-AN、Mo

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及目的
    1.2 常見制氫方法
        1.2.1 化石燃料制氫
        1.2.2 生物制氫
        1.2.3 光解水制氫
        1.2.4 電解水制氫
    1.3 電解水析氫反應(yīng)原理
        1.3.1 析氫反應(yīng)熱力學(xué)
        1.3.2 析氫反應(yīng)機(jī)制
        1.3.3 析氫反應(yīng)的性能參數(shù)
    1.4 電解水析氫催化劑
    1.5 碳化鉬
        1.5.1 碳化鉬的結(jié)構(gòu)
        1.5.2 提高碳化鉬析氫性能的主要策略
    1.6 本文的選題意義及研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 化學(xué)試劑和儀器設(shè)備
        2.1.1 化學(xué)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 不同鉬源Mo₂C/NC納米復(fù)合材料的制備
        2.2.2 Mo₂C/NC-AN納米復(fù)合材料的性能優(yōu)化
    2.3 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 X射線粉末衍射分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 透射電子顯微鏡
        2.3.4 傅立葉紅外光譜
        2.3.5 拉曼光譜分析
        2.3.6 X射線光電子能譜分析
        2.3.7 比表面分析
    2.4 材料的電催化析氫性能測試
        2.4.1 待測樣品的制備
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 線性掃描伏安測試
        2.4.4 塔菲爾曲線測試
        2.4.5 電化學(xué)阻抗測試
        2.4.6 穩(wěn)定性測試
第3章 不同碳源MO₂C/NC納米復(fù)合材料的制備及電催化析氫性能
    3.1 引言
    3.2 不同碳源Mo₂C/NC納米復(fù)合材料的制備及表征
        3.2.1 不同碳源Mo₂C/NC納米復(fù)合材料的制備
        3.2.2 不同碳源Mo₂C/NC納米復(fù)合材料的表征
    3.3 不同碳源Mo₂C/NC納米復(fù)合材料的電化學(xué)析氫性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 MO₂C/NC-AN納米復(fù)合材料的優(yōu)化及電催化析氫性能
    4.1 引言
    4.2 前驅(qū)體Mo-AN的表征
    4.3 碳化溫度對合成材料的影響
        4.3.1 不同溫度合成材料的XRD以及Raman表征
        4.3.2 不同溫度合成材料的電化學(xué)測試
    4.4 不同原料比對合成材料的影響
    4.5 不同碳化工藝對合成材料的影響
        4.5.1 不同碳化工藝合成材料的表征
        4.5.2 不同碳化工藝合成材料的電化學(xué)性能測試
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3859746