21世紀(jì),世界人口的迅速增長、化石燃料的持續(xù)使用及日益枯竭給環(huán)境和能源帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了克服這些挑戰(zhàn),人們正在引入氫作為綠色能源載體并替代化石燃料。這是由于氫氣具有高能量密度和燃燒過程中零碳排放。產(chǎn)氫的綠色途徑是通過電化學(xué)分解水,其中半電池反應(yīng)分別是析氫反應(yīng)(HER)和析氧(OER)。鉑(Pt)及其化合物是HER的理想電催化劑,但是,其不易獲得和高昂的成本不利于它們的大規(guī)模使用�？紤]到這些缺點,研究人員正在探索更便宜和更有選擇性的過渡金屬鎳(Ni)及其復(fù)合材料替代。鎳由于其環(huán)保特性,良好的活性和在堿性介質(zhì)中的穩(wěn)定性而被廣泛研究。本論文中,我們提出了增強塊狀鎳金屬HER活性的簡便方法。這是通過將Ni以納米顆粒的形式包裹在碳納米管或氮摻雜碳納米管中制備電催化劑來進行的。過去,幾乎沒有報道過碳納米管/氮摻雜的碳納米管中封裝Ni納米粒子在堿性介質(zhì)中研究HER活性。碳納米管載體用于確保作為催化劑活性位點的Ni納米顆粒的良好分散,避免了其聚集。而氮摻雜為HER提供了額外的電子,并減少了氫吸附的吉布斯自由能。所制備的電催化劑具有良好的形態(tài),高電流密度時的低過電位,低塔菲爾斜率,低電阻,高表面積和缺...

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.2（a）MWCNTs和（b）Ni-Coprecursor/CNTs的FESEM圖像

第三章氮摻雜碳納米管負載的鈷鎳合金的制備及其電催化析氫性能的研究41實驗中采用的MWCNTs的形貌如圖3.2a所示，納米管直徑約為100nm。這些碳納米管經(jīng)高錳酸鉀溶液活化后，與鎳和鈷的硝酸鹽在PEG-200溶劑中進行水熱反應(yīng)。反應(yīng)過程中，PEG-200吸附在MWCNTs表面，同....

圖3.6Co2Nialloy/N-CNTs的（a）HRTEM圖像，（b-f）HAADF-STEM圖像及相應(yīng)的元素分布面掃描圖

第三章氮摻雜碳納米管負載的鈷鎳合金的制備及其電催化析氫性能的研究43圖3.5Co2Nialloy/N-CNTs的（a）XRD圖譜，（b）HRTEM圖像和（c）EDX圖譜（圖中Pt峰來自于EDX測試前對樣品離子濺射以提高導(dǎo)電性的步驟）Fig.3.5(a)XRDpattern,(b)....

本文編號：3931959