為了滿足工業(yè)生產的需要,同時解決環(huán)境污染、溫室效應等問題,電解水產氫作為新型的產氫方式,受到了科研人員的廣泛關注。但是目前電解水產氫商業(yè)成本高、能耗大,為此開發(fā)出一種低成本、高性能的電解水催化劑成為近年來的研究趨勢。成本低廉、儲量豐富的過渡金屬硫族化合物在電解水領域得到了空前的發(fā)展。根據價格和儲量豐度,過渡金屬中Ni和Fe是研究的首選。相比Fe來說,Ni與貴金屬Pt同族,理論上具備相似的性質,更具備潛力。而硫族元素中具備較高電導率的硒化物相比碲化物,Se-H鍵的強度更利于電解水反應中H原子的吸附與解離。而通常提升材料電催化析氫的途徑主要有暴露更多的催化活性位點,提升材料導電率,優(yōu)化吸附/解離能級勢壘等。本論文以簡單、高效的水熱法為制備方法為根本方法,對NiSe₂體系采用摻雜、結構優(yōu)化以及基體負載的手段,來提高其電解水性能。具體的內容包括:1.通過NaOH歧化硒粉的方法與水熱法結合制備NiSe₂納米材料,并使用Fe³⁺離子摻雜改性,以此來提升NiSe₂的析氫性能。摻雜濃度為10 mol%時,所制備的催...

【文章頁數】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水催化劑概述
        1.2.1 電解水的原理
        1.2.2 電解水催化劑的目的和意義
        1.2.3 電解水催化劑的種類
            1.2.3.1 金屬
            1.2.3.2 非金屬
            1.2.3.3 金屬化合物
    1.3 過渡金屬硫族電解水催化劑
        1.3.1 過渡金屬氧化物(氫氧化物)
        1.3.2 過渡金屬硫化物
        1.3.3 過渡金屬硒化物
        1.3.4 過渡金屬碲化物
    1.4 過渡金屬硒化物合成研究進展
        1.4.1 過渡金屬硒化物的硒源
        1.4.2 過渡金屬硒化物的制備方法
    1.5 優(yōu)化電解水催化劑性能的方法
        1.5.1 納米化
        1.5.2 摻雜
        1.5.3 基底負載
        1.5.4 結構優(yōu)化
    1.6 本論文研究背景、內容及意義
第2章 Fe³⁺摻雜NiSe₂催化劑的制備及其電解水析氫性能
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 儀器設備與實驗藥品
        2.2.2 Fe³⁺摻雜NiSe₂催化劑的制備
        2.2.3 材料的物理表征
            2.2.3.1 X射線多晶粉末衍射(XRD)分析表征
            2.2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析表征
        2.2.4 催化劑電極的制備
        2.2.5 催化劑的析氫性能測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 Fe³⁺摻雜NiSe₂的晶體結構
        2.3.2 Fe³⁺摻雜NiSe₂的微觀形貌
        2.3.3 Fe³⁺摻雜NiSe₂的析氫性能
    2.4 本章小結
第3章 硒納米線為模板制備一維NiSe₂催化劑及其電解水析氫性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 儀器設備與實驗藥品
        3.2.2 一維NiSe₂催化劑的制備
        3.2.3 材料的物理表征
            3.2.3.1 X射線多晶粉末衍射(XRD)分析表征
            3.2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析表征
            3.2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析表征
            3.2.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析表征
        3.2.4 催化劑電極的制備
        3.2.5 催化劑的析氫性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 一維NiSe₂的晶體結構
        3.3.2 一維NiSe₂的微觀形貌
        3.3.3 一維NiSe₂的析氫性能
    3.4 本章小結
第4章 以鈦板為基底制備一維Ni Se₂電解水析氫催化劑
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 儀器設備與實驗藥品
        4.2.2 Ti/NiSe₂催化劑的制備
        4.2.3 材料的物理表征
        4.2.4 催化劑電極的制備
        4.2.5 催化劑的析氫性能測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 鈦板基體的晶體結構、微觀形貌與電化學性能
        4.3.2 Ti/NiSe₂的晶體結構
        4.3.3 Ti/NiSe₂的微觀形貌
        4.3.4 Ti/NiSe₂析氫性能
    4.4 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
碩士期間科研成果與參研項目
致謝



本文編號：3948263