貴金屬Pt作為電解水制氫過程中最有效的析氫催化劑,其高昂的成本和資源匱乏的特性極大地限制了它在工業(yè)上的大規(guī)模應用。因此,研究者根據(jù)催化反應是表相反應的特點通過減少Pt顆粒的尺寸提高其利用率和析氫性能,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),催化劑的催化性能隨著金屬顆粒尺寸減小而增加的同時,金屬的表面自由能也會顯著增加,它會促進金屬顆粒的聚集從而影響催化性能。根據(jù)文獻報道及事實證明,利用與金屬Pt具有強烈協(xié)同作用的材料為載體制備負載型催化劑可有效地抑制金屬Pt的聚集。本文從提高Pt基催化劑的穩(wěn)定性和利用率的角度出發(fā),以氯鉑酸(H₂PtCl₆·6H₂O)為金屬Pt的前驅(qū)體材料,利用簡單易操作的浸漬還原法結(jié)合納米陣列結(jié)構(gòu)體系制備了負載型納米陣列體系的Pt催化劑結(jié)構(gòu),并將其作為析氫催化劑研究其催化性能。主要包括以下兩個方面的工作:(1)我們利用多孔TiN NAs和金屬Pt的協(xié)同作用,在TiN NAs結(jié)構(gòu)的表面成功地負載了準原子級別的Pt催化劑(Pt-TiN NAs)。通過SEM結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)可通過改變H₂PtCl₆...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氫氣的主要制備方法
        1.2.1 化石燃料制氫
        1.2.2 太陽能制氫
        1.2.3 生物質(zhì)制氫
        1.2.4 電解水制氫
    1.3 電解水制氫
        1.3.1 電解水制氫基本原理
        1.3.2 電解水制氫的性能評價參數(shù)
        1.3.3 電解水制氫的反應機理
    1.4 析氫催化劑的研究狀況
        1.4.1 貴金屬催化劑
        1.4.2 過渡金屬催化劑
        1.4.3 非金屬催化劑
    1.5 本課題的研究意義及內(nèi)容
第二章 實驗方法
    2.1 實驗試劑及材料
    2.2 實驗儀器
    2.3 催化劑材料的表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.4 X射線衍射譜(XRD)
        2.3.5 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)
第三章 TIN納米陣列負載準原子級別PT結(jié)構(gòu)的制備及其析氫研究
    3.1 引言
    3.2 實驗材料的合成
        3.2.1 生長在碳布(CC)上的TiN NAs的合成
        3.2.2 準原子級別的Pt-TiN NAs的合成
        3.2.3 對比催化劑樣品的合成
        3.2.4 電化學測試方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑材料合成的示意圖
        3.3.2 形貌和結(jié)構(gòu)的分析
        3.3.3 合適的H₂PtCl₆·6H₂O劑量的確定
        3.3.4 Pt-TiN NAs樣品的HER性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 碳納米管陣列包覆超細鉑催化劑及其析氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗材料的合成
        4.2.1 生長在CC襯底上的ZnO NAs的合成
        4.2.2 Pt-CNT As結(jié)構(gòu)的合成
        4.2.3 對比催化劑樣品的合成
        4.2.4 電化學測試方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑材料合成的示意圖
        4.3.2 形貌和結(jié)構(gòu)的分析
        4.3.3 Pt-CNT As樣品的HER性能
    4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
附錄 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄



本文編號：3925367