如今,隨著化石燃料和自然資源的消耗,能源危機和環(huán)境惡化這兩大問題越來越嚴重,因此人們越來越關(guān)注可持續(xù)性和環(huán)境友好型能源的發(fā)展。氫能作為一種清潔和可再生的能源,由于其具有高的重力能量密度,零排放,地球豐度和生態(tài)友好性而引起了越來越多的關(guān)注。目前,電化學水分解,作為一種基于非化石燃料的技術(shù),因其高能量轉(zhuǎn)換效率而引起了越來越多的關(guān)注,并激發(fā)了為生產(chǎn)低成本和高純度氫而進行的深入研究。貴金屬電催化劑,仍然是最好的HER催化劑,具有幾乎為零的過電勢,并具有出色的長期耐久性。然而,這種貴重材料成本非常高昂,并且缺乏長期運行的穩(wěn)定性和/或不受燃料氧化分子的影響,從而阻礙了它們的大規(guī)模應用和商業(yè)化。對于設計使用和生產(chǎn)高效且具有成本效益的非貴重金屬的HER和OER電催化劑來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的貴金屬催化劑具有重要意義。最近,非貴金屬材料,例如過渡金屬碳化物(氮化物),二硫化合物,磷化物,金屬合金和雜原子摻雜的碳納米結(jié)構(gòu)作為HER和OER催化劑的潛在候選物。過渡金屬碳化物和氮化物因其出色的比表面積和表面物理化學性能而成為有前景的電催化劑材料。并且因為其獨特的金屬-C鍵和接近費米能級的貴金屬類似的d-態(tài)密度引起了人們的...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化反應類型
        1.2.1 電催化析氫反應(HER)
        1.2.2 電催化析氧反應(OER)
    1.3 納米電催化劑的分類
        1.3.1 貴金屬基(PGM)納米電催化劑
        1.3.2 過渡金屬基納米電催化劑
        1.3.3 氮摻雜石墨烯
    1.4 本論文選題背景及研究內(nèi)容
        1.4.1 選題背景
        1.4.2 研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 氮摻雜碳殼包覆氮化鎢/碳化鎢納米復合材料作為析氫反應催化劑
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 原料與試劑
        2.2.2 儀器表征
        2.2.3 WOx/苯胺雜化納米材料的合成
        2.2.4 氮摻雜的碳殼包覆WN-W₂C納米復合材料的合成
        2.2.5 電化學性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 氮摻雜的碳殼包覆WN-W₂C納米復合材料的合成及其表征
        2.3.2 氮摻雜碳殼包覆WN-W₂C納米復合材料的電化學性能測試
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 Pd摻雜鈷氰酸鎳制備PdCoNi@NC及其電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料與試劑
        3.2.2 儀器表征
        3.2.3 Pd摻雜的Ni₃[Co(CN)₆]₂ MOF納米復合材料的合成
        3.2.4 PdNiCo@NC納米復合材料的合成
        3.2.5 電化學性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PdNiCo@NC納米復合材料的合成及其表征
        3.3.2 PdNiCo@NC復合材料的電化學性能測試
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 海膽狀鈷摻雜的MoS₂自組裝的柔性膜用于全水分解反應
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 原料與試劑
        4.2.2 儀器表征
        4.2.3 不同鈷摻雜比例的MoS₂納米片的合成
        4.2.4 鈷摻雜的的MoS₂納米片自組裝制備柔性膜
        4.2.5 電化學性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不同鉆摻雜比例的MoS₂納米片的合成及其表征
        4.3.2 不同鉆摻雜比例的MoS₂納米片的電化學性能測試
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 研究展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3947404