可再生能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)廣泛受到人們的關(guān)注,而電化學(xué)水分解制取氫氣和氧氣被認(rèn)為是一種極具前景的用于該系統(tǒng)的反應(yīng)體系。電化學(xué)水分解過(guò)程與光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)合也可以構(gòu)建光電化學(xué)(Photoelectrochemical,PEC)水分解體系,該體系可以直接利用間歇性太陽(yáng)能而不會(huì)產(chǎn)生任何環(huán)境問(wèn)題的。在水的全分解過(guò)程中,氧析出反應(yīng)(Oxygen Evolution Reaction,OER)由于涉及4e-的轉(zhuǎn)移而被認(rèn)為是限制整個(gè)過(guò)程速率的瓶頸反應(yīng)。雖然許多貴金屬都表現(xiàn)出了突出的水氧化催化活性,但是貴金屬本身的稀少和高成本使得其無(wú)法應(yīng)用于規(guī)�；I(yè)生產(chǎn)。因此,在外界環(huán)境中可以催化OER過(guò)程的低成本非貴金屬催化劑吸引了大量關(guān)注。本文分別從電催化體系和光電催化體系兩個(gè)方向探究了適合的非貴金屬水氧化催化劑:1.表面包覆Ni2P納米片的泡沫鐵在電化學(xué)水氧化中的催化活性。第二章描述了一種在泡沫鐵上生長(zhǎng)的Ni2P納米片,并發(fā)現(xiàn)所合成的Ni2P-FF是一種高效的電化學(xué)水氧化催化劑,其不僅在堿性條件下具有較高的催化活性,同時(shí)也表現(xiàn)出了一定的穩(wěn)定性。對(duì)于Ni2P-FF催化劑,要達(dá)到10 mA/cm2的電流密度只需要198 m...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２在ｐＨ?０的電解質(zhì)溶液中典型ｎ型半導(dǎo)體材料的帶隙能（ｅＶ）和能帶電勢(shì)（Ｖ?ｖｓ．?ＮＨＥ）

第一例紫外光照射下的Ｔｉ〇２水分解ＰＥＣ電池報(bào)道于１９７２年［６３］。自那以后??有許多重要的光催化材料被發(fā)現(xiàn)可以有效地用于水分解中，包括氧化物、氮（氧）??化物以及硫氧化物。圖１．２展示了一些典型的滿足水分解熱力學(xué)要求的ｎ型半導(dǎo)??體的Ｅｇ值和能帶位置以供參考。半導(dǎo)體的能帶位置....

圖２．１?（ａ）?Ｎｉ２Ｐ－ＦＦ的ＸＲＤ圖譜；（ｂ）分離出的Ｎｉ２Ｐ的ＸＲＤ圖譜

示出于磷化鎳相關(guān)的特征峰�？紤]到相對(duì)于鐵基底，整個(gè)材料中磷化鎳的含量相??當(dāng)?shù)�，通過(guò)超聲的方法將表層包覆的磷化鎳與基底分離開來(lái)。對(duì)所得的黑色粉末??單獨(dú)進(jìn)行ＸＲＤ測(cè)試，得到的結(jié)果如圖２．１?（ｂ）所示。圖２．２ｂ中顯示了分別位于??３０．４８９，?４０．７１４，?４４．６１１，?....

圖２．３（３）１＼成－？？的＼？８全譜圖；（１１）對(duì)于叫？中１＼丨的１１＾卩丨叩圖像；（（；）對(duì)于１＾士??中?Ｐ?的?ｍａｐｐｉｎｇ?圖像；（ｄ）對(duì)于?Ｎｉ２Ｐ－ＦＦ?中?Ｎｉ２ｐ?的?ＸＰＳ?譜圖；（ｅ）對(duì)于?Ｎｉ２Ｐ－Ｆ?

的ＸＰＳ譜圖；（ｆ）對(duì)于Ｎｉ２Ｐ－ＦＦ中Ｆｅ２ｐ的ＸＰＳ譜圖。??Ｘ射線光電子能譜可以反映材料表面的化學(xué)組成和價(jià)態(tài)情況，為了進(jìn)一步分??析ＮｈＰ－ＦＦ的表面組成，我們測(cè)試了其Ｘ射線光電子能譜。圖２．３?（ａ）顯示了??ＮｈＰ－ＦＦ的全譜數(shù)據(jù)，從中可以觀察到該材料表面存在著Ｎｉ，?....

圖２．４經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間電解過(guò)程后Ｎｉ２Ｐ－ＦＦ的ＸＰＳ測(cè)試結(jié)果對(duì)比圖（ａ）?Ｎｉ２ｐ；?（ｂ）?Ｐ２ｐ；?（ｃ）??Ｆｅ?２ｐ

圖２．４經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間電解過(guò)程后Ｎｉ２Ｐ－ＦＦ的ＸＰＳ測(cè)試結(jié)果對(duì)比圖（ａ）?Ｎｉ２ｐ；?（ｂ）?Ｐ２ｐ；?（ｃ）??Ｆｅ?２ｐ。??圖２．４中列出了經(jīng)過(guò)了?１０ｈ的恒電流電解過(guò)程后對(duì)于ＮｈＰ－ＦＦ中Ｎｉ、Ｐ、Ｆｅ??的ＸＰＳ譜圖從而比較分析他們?cè)陔娊馇昂蟀l(fā)生的變化。如圖２．４?（ａ）....

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