氫氣具有高熱值、清潔可再生的特點(diǎn),是一種非常有前景的能量載體。在眾多制氫技術(shù)中,電催化裂解水制氫具有產(chǎn)品純度高、無二次污染的優(yōu)點(diǎn),且其原材料水資源含量豐富,因而備受關(guān)注。在電解水過程中需要用到催化劑來降低析氫反應(yīng)中的動態(tài)過電位,Pt等貴金屬是目前已知過電位最低的催化劑,但是其稀有性和昂貴的價格限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。因此,開發(fā)催化效率高、地球儲量豐富的非貴金屬電解水催化劑是實(shí)現(xiàn)氫氣作為主要能源的關(guān)鍵問題。在眾多催化劑中,硫化鉬(MoS₂)具有優(yōu)異的理論催化活性,但其低導(dǎo)電性和催化活性位點(diǎn)密度低的特性導(dǎo)致實(shí)際催化性能與理論值相差巨大。鎳基硒化物和硫化物有良好的導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性、較高的理論比電容和較高的電催化活性。為了進(jìn)一步提高M(jìn)oS₂的催化性能,本文采用水熱法,以泡沫鎳(Nickel foam)為襯底,在其上制備了具有高導(dǎo)電性和高化學(xué)穩(wěn)定性的鎳基化合物納米結(jié)構(gòu),以此為基礎(chǔ),在其上負(fù)載MoS₂,制備鎳基化合物/MoS₂核殼納米結(jié)構(gòu),系統(tǒng)研究了復(fù)合材料的成分、形貌及微結(jié)構(gòu)特征,通過電化學(xué)測試研究了所制備材...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 制備氫氣的方法
    1.3 電催化析氫原理
    1.4 二硫化鉬析氫電催化劑概述
        1.4.1 二硫化鉬的基本特征
        1.4.2 二硫化鉬電催化的析氫研究進(jìn)展
        1.4.3 提高二硫化鉬電催化析氫性能的方法
    1.5 鎳基化合物析氫電催化劑概述
        1.5.1 鎳基硒化物
        1.5.2 鎳基硫化物
        1.5.3 鎳基氧化物或氫氧化物
        1.5.4 鎳基磷化物
    1.6 本文研究內(nèi)容、目的及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器和表征測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 X射線衍射儀
        2.2.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.2.3 透射電子顯微鏡
        2.2.4 X射線光電子能譜
        2.2.5 N₂等溫吸脫附測試
    2.3 材料的制備
    2.4 材料的電化學(xué)性能測試方法
        2.4.1 線性掃描伏安法
        2.4.2 循環(huán)伏安法
        2.4.3 電化學(xué)阻抗譜
        2.4.4 穩(wěn)定性測試
第三章 硒鎳化合物的制備及其析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 硒鎳化合物的制備工藝
        3.2.1 Se粉/乙二胺工藝
        3.2.2 Se粉/NaBH₄工藝
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Se粉/乙二胺工藝產(chǎn)物的成分、形貌、相結(jié)構(gòu)及微結(jié)構(gòu)特征研究
        3.3.2 Se粉/乙二胺工藝產(chǎn)物的電催化析氫行為研究
        3.3.3 Se粉/NaBH₄工藝產(chǎn)物的成分、形貌、相結(jié)構(gòu)及微結(jié)構(gòu)特征研究
        3.3.4 Se粉/NaBH₄工藝產(chǎn)物的電催化析氫行為研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的制備及其析氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的制備工藝
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Ni₃S₂的物相及結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的物相分析
        4.3.3 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的形貌表征
        4.3.4 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的元素結(jié)合態(tài)分析
        4.3.5 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)分析
        4.3.6 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的生長機(jī)理
        4.3.7 Ni₃S₂/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的電催化析氫行為研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的制備及其析氫性能研究
    5.1 引言
    5.2 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的制備工藝
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的物相分析
        5.3.2 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的形貌表征
        5.3.3 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的元素結(jié)合態(tài)分析
        5.3.4 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)分析
        5.3.5 Ni₃Se2/Ni₃S₂的物相及結(jié)構(gòu)表征
        5.3.6 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的等溫N₂吸脫附曲線
        5.3.7 Ni₃Se2/MoS₂核殼結(jié)構(gòu)的電催化析氫行為研究
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    全文總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3960440