電解水的反應(yīng)包括兩個(gè)半反應(yīng),分別為陰極析氫反應(yīng)(HER)和陽(yáng)極析氧反應(yīng)(OER),許多研究已經(jīng)努力開(kāi)發(fā)用于氫/氧逸出反應(yīng)(HER/OER)的環(huán)保且廉價(jià)的電催化劑。碳布(CC)是由碳纖維纏結(jié)而成的無(wú)金屬柔性網(wǎng)絡(luò),具有較大的比表面積、高電導(dǎo)率、高耐腐蝕性、高強(qiáng)度、化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性,是比較常用的催化劑支撐型基底。將活性成分直接生長(zhǎng)在碳布上,易于調(diào)控電催化劑的形態(tài)。本論文首次在碳布上生長(zhǎng)了零維(0D)碳量子點(diǎn)(CDs)作為無(wú)金屬HER電催化劑,同時(shí)以碳布為基底,通過(guò)一步水熱法和退火處理制備了不同形態(tài)的Co3O4作為電化學(xué)OER催化劑,通過(guò)調(diào)節(jié)一系列參數(shù)來(lái)調(diào)控催化劑在碳布上的形態(tài)。主要內(nèi)容如下:(1)開(kāi)發(fā)具有高活性,耐久性和適中價(jià)格的析氫反應(yīng)(HER)電催化劑對(duì)于可持續(xù)利用氫能至關(guān)重要。在本章中,我們直接將0D的碳點(diǎn)直接生長(zhǎng)在碳布上,可提高電化學(xué)制氫的效率。我們報(bào)告了一種通過(guò)一步水熱法在CC(CD/CC)上析氫的低成本,豐富來(lái)源和環(huán)境友好型的新型催化劑,它是通過(guò)在CC上原位生長(zhǎng)的CDs合成的。電化學(xué)測(cè)試表明,CD/CC催化劑顯示出出色的HER催化活性,在10 mA/cm2的電流密度下具有280 ...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 析氫反應(yīng)概述
        1.2.1 析氫反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 不同類型的析氫催化劑
            1.2.2.1 金屬基HER電催化劑
            1.2.2.2 非貴金屬化合物基HER電催化劑
            1.2.2.3 無(wú)金屬HER電催化劑
        1.2.3 不同形態(tài)的催化劑在析氫反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.3 析氧反應(yīng)概述
        1.3.1 析氧反應(yīng)機(jī)理
        1.3.2 不同類型的析氧催化劑
            1.3.2.1 氧化物催化劑
            1.3.2.2 非氧化物催化劑
        1.3.3 不同形態(tài)的催化劑在析氧反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.4 本論文研究意義與主要內(nèi)容
第2章 碳布原位生長(zhǎng)碳點(diǎn)用于電化學(xué)析氫研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 碳布的處理
        2.2.4 b-CDs-5的制備
        2.2.5 CD/CC-X的制備
        2.2.6 CD/CC-5浸漬在堿性溶液中掉落碳量子點(diǎn)(a-CDs-5)的制備
        2.2.7 不同濃度甲酰胺溶劑樣品的制備
        2.2.8 電化學(xué)測(cè)試
        2.2.9 電化學(xué)雙層電容測(cè)試
        2.2.10 電化學(xué)活性表面積(ECSA)的計(jì)算
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 碳布的表征
        2.3.2 CD/CC-X催化劑的表征
        2.3.3 a-CDs-5和a-CD/CC-5的表征
        2.3.4 b-CDs-5的表征
        2.3.5 CD/CC-X在0.5 M H₂SO₄電解質(zhì)溶液中的電催化析氫性能研究
        2.3.6 CD/CC-X催化機(jī)理的探討
    2.4 本章小結(jié)
第3章 碳布原位生長(zhǎng)四氧化三鈷用于電化學(xué)析氧研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 碳布的處理
        3.2.4 Co₃O₄/CC樣品的制備
        3.2.5 不同反應(yīng)物摩爾比的Co₃O₄/CC樣品的制備
        3.2.6 電化學(xué)測(cè)試
        3.2.7 電化學(xué)雙層電容測(cè)試
        3.2.8 電化學(xué)活性表面積(ECSA)的計(jì)算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 不同Co₃O₄/CC樣品的表征
        3.3.2 不同Co₃O₄/CC樣品的電化學(xué)析氧性能研究
        3.3.3 碳布上形成不同形態(tài)的Co₃O₄的機(jī)理的探討
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加科研情況



本文編號(hào)：3902234