電解水制氫技術(shù)是一種以水資源為原料、能得到高純氫的方法,因此,它被廣泛認(rèn)為是一項對氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要的“核心清潔能源技術(shù)”。然而,電解水需要消耗部分電能驅(qū)動兩個半反應(yīng)的發(fā)生。因此,開發(fā)能有效降低反應(yīng)過電位的電催化劑成為科研熱點之一。鎳基合金材料含量豐富,具有良好的催化性能,引起了人們的廣泛關(guān)注與研究。本論文采用電沉積法在低溫下制備鎳鐵磷系催化劑,并探究它們的電解水析氫性能。1.采用簡單電沉積的方法在低溫下成功地于鐵基體表面鍍覆了Ni-Fe-P非晶合金催化劑,并探究其析氫反應(yīng)(HER)的活性。結(jié)果表明,制備條件為10°C、30 mA/cm²,電沉積60 min后得到的Ni-Fe-P/Fe電極析氫活性較高,析氫電流密度為10 mA/cm²時的過電位約為174.2 mV,Tafel斜率為142.9 mV·dec^-1,反應(yīng)動力學(xué)速率較快,原因是沉積電流密度的增加促進(jìn)了電極表面多孔結(jié)構(gòu)的形成,增大了電化學(xué)活性面積,利于電極的催化析氫反應(yīng)。去合金處理時間為240 s時電催化電極表現(xiàn)出良好的HER性能,過電位為121.6 m V,Ta...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    引言
    1.1 氫能的制備
    1.2 電解水的析氫原理及性能評價參數(shù)
        1.2.1 電解水的析氫原理
        1.2.2 電解水性能評價參數(shù)
    1.3 電解水制氫相關(guān)材料概述
        1.3.1 電解水制氫用電極材料
        1.3.2 電解水制氫催化劑的分類及研究進(jìn)展
    1.4 非晶態(tài)合金的析氫特性與制備方法
        1.4.1 非晶態(tài)合金的析氫特性
        1.4.2 非晶態(tài)合金的制備方法
    1.5 氧化石墨烯(GO)在電催化反應(yīng)中的應(yīng)用
        1.5.1 石墨烯概述
        1.5.2 氧化石墨烯概述
        1.5.3 氧化石墨烯在電催化反應(yīng)中的析氫特性
    1.6 鈣鈦礦在催化反應(yīng)中的應(yīng)用
        1.6.1 鈣鈦礦的制備
        1.6.2 鈣鈦礦的應(yīng)用和前景
        1.6.3 FeMnO₃ 的概述
    1.7 稀土元素的在催化反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.8 本課題選題意義及研究內(nèi)容
        1.8.1 選題意義
        1.8.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗材料及主要儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 電鍍法制備鎳基合金電催化劑
        2.2.1 Fe基體預(yù)處理
        2.2.2 電沉積法制備鎳基合金電催化劑的實驗步驟
    2.3 鎳基合金電催化劑的表征
    2.4 鎳基合金電催化劑的電化學(xué)性能測試
第三章 非晶Ni-Fe-P合金電催化劑結(jié)構(gòu)表征及其析氫性能
    3.1 電流密度對Ni-Fe-P電催化劑析氫性能的影響及表征
        3.1.1 低電流密度條件下Ni-Fe-P電催化劑的析氫性能
        3.1.2 強(qiáng)電流密度條件下Ni-Fe-P電催化劑的析氫性能
    3.2 沉積時間對Ni-Fe-P電催化劑催化析氫性能的影響及表征
        3.2.1 沉積時間對Ni-Fe-P催化劑電催化析氫性能的影響
        3.2.2 不同沉積時間的Ni-Fe-P電催化劑的表征
    3.3 Ni-Fe-P/Fe電極的去合金化處理
        3.3.1 去合金處理對Ni-Fe-P催化劑電催化析氫性能的影響
        3.3.2 去合金處理對Ni-Fe-P催化劑微觀形貌的影響
    3.4 主鹽比例對催化劑電催化性能的影響及表征
        3.4.1 主鹽比例設(shè)置對Ni-Fe-P催化劑電催化析氫性能的影響
        3.4.2 主鹽比例不同的Ni-Fe-P催化劑的表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Ni-Fe-P系復(fù)合電沉積催化劑析氫性能及表征
    4.1 Ni-Fe-P-GO/Fe復(fù)合電極的析氫性能及結(jié)構(gòu)表征
        4.1.1 Ni-Fe-P-GO/Fe復(fù)合電極的析氫性能
        4.1.2 Ni-Fe-P-GO/Fe復(fù)合電極的形貌表征
    4.2 Ni-Fe-P-FeMnO₃/Fe復(fù)合電極的催化性能及表征
        4.2.1 Ni-Fe-P-FeMnO₃/Fe復(fù)合電極的電催化析氫性能
        4.2.2 Ni-Fe-P-FeMnO₃/Fe復(fù)合電極的形貌表征
    4.3 Ni-Fe-P-La-2O₃ 復(fù)合電催化劑的催化性能及表征
        4.3.1 Ni-Fe-P-La₂O₃ 復(fù)合電催化劑的催化析氫性能
        4.3.2 Ni-Fe-P-La₂O₃/Fe復(fù)合電極的形貌表征
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間已發(fā)表或待發(fā)表的相關(guān)論文
所獲榮譽及獎勵



本文編號：3873188