近年來,對化石燃料的高度依賴和過度使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題,因此,亟需尋找碳中性、清潔和可再生能源以替代傳統(tǒng)化石燃料。氫能因其高能量密度和唯一燃燒產(chǎn)物是水而被認(rèn)為是一種理想的、環(huán)境友好的清潔能源。電解水制氫是實(shí)現(xiàn)高純度氫氣生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。質(zhì)子交換膜燃料電池,因工作條件溫和、能量轉(zhuǎn)化效率高、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而成為最有前途的能源轉(zhuǎn)換裝置之一。然而,電解水制氫陰陽兩極的析氧和析氫反應(yīng)以及質(zhì)子交換膜燃料電池陰極的氧還原反應(yīng)都需要高效耐用的催化劑,以降低反應(yīng)過電位,進(jìn)而提高反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。本論文采用簡單綠色的合成方法,制備了一系列雙金屬納米復(fù)合材料,通過各種表征手段分析材料的形貌結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及催化活性之間的聯(lián)系。主要內(nèi)容包括以下三個(gè)部分:(1)采用簡單綠色的濕化學(xué)方法,以多肽Z1為配體,利用Au和Pt金屬之間的合金效應(yīng),制備AuPt合金納米材料,并將其用作氧還原反應(yīng)(Oxygen Reduction Reaction,ORR)和析氫反應(yīng)(Hydrogen Evolution Reaction,HER)催化劑。通過改變Au-Pt比來調(diào)控AuPt合金納米粒子的形貌,Au₃₃

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池
        1.2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池的基本原理
        1.2.2 質(zhì)子交換膜燃料電池面臨的挑戰(zhàn)
    1.3 電催化水裂解
    1.4 電催化反應(yīng)(氧還原,析氫,析氧反應(yīng))
        1.4.1 氧還原反應(yīng)(ORR)
        1.4.2 析氫反應(yīng)(HER)
        1.4.3 析氧反應(yīng)(OER)
    1.5 雙金屬ORR、OER、HER電催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 Pt基雙金屬催化劑
        1.5.2 非Pt基雙金屬催化劑
    1.6 本論文的研究意義及內(nèi)容
        1.6.1 研究意義及思路
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
        2.1.1 主要儀器
        2.1.2 試劑和材料
    2.2 材料形貌、結(jié)構(gòu)表征方法
        2.2.1 紫外-可見分光光度法
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 透射電子顯微鏡
        2.2.4 比表面積及孔徑分布測試
        2.2.5 X射線粉末衍射
        2.2.6 X射線光電子能譜分析
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 測試系統(tǒng)
        2.3.2 測試前工作電極的制備
        2.3.3 測試內(nèi)容
第三章 多肽Z1模板化花生狀金鉑合金納米粒子的氧還原和析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 Z1 模板化AuPt納米粒子的制備
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 AuPt雙金屬納米粒子的電鏡圖像分析
        3.3.2 XRD及 XPS分析
        3.3.3 電催化氧還原及析氫性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 多孔碳納米片負(fù)載PdRu納米粒子的制備及其電催化氧還原和析氫反應(yīng)的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 多孔碳納米片負(fù)載PdRu納米粒子的制備
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 電催化氧還原及產(chǎn)氫性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 花狀碳納米片負(fù)載Ni@Ru核殼納米顆粒在全pH范圍的析氫及堿性水裂解性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 Ni@Ru/CNS-x系列的制備
        5.2.2 材料結(jié)構(gòu)表征
        5.2.3 電化學(xué)性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 形貌和結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 電化學(xué)性能測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3873369