能源危機(jī)驅(qū)動(dòng)了潔凈可再生能源的研究,氫能的能量密度高、清潔無(wú)污染,被認(rèn)為是最具潛力的能源載體,在眾多制氫技術(shù)中,電解水技術(shù)受到廣泛關(guān)注。然而,如今商用的高效催化劑大多仍然是貴金屬及其氧化物,但其儲(chǔ)量少、價(jià)格高,單純依靠貴金屬進(jìn)行電解水制氫的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是難以持續(xù)的。過(guò)渡金屬及其化合物形貌可控、電子結(jié)構(gòu)易于調(diào)節(jié),在電催化中表現(xiàn)出較大的潛力,其中金屬鈷儲(chǔ)量豐富,可設(shè)計(jì)性高,且其氫氧化物(Co(OH)2)呈層狀結(jié)構(gòu),可暴露較多的活性位點(diǎn),是最有希望替代貴金屬進(jìn)行全水解產(chǎn)氫的催化劑之一。但在目前的報(bào)道中,具高效催化性能的Co(OH)2的制備通常借助高溫或制備流程復(fù)雜,因此設(shè)計(jì)一種方法簡(jiǎn)單、在常溫下制備的高催化性能Co(OH)2材料非常必要。另外,由于酸性電解質(zhì)會(huì)腐蝕電解池設(shè)備,因此研究出成本低廉、可再生、適用于堿性電解質(zhì)的高效催化劑也非常有意義。Co(OH)2材料在堿性電解質(zhì)中通常表現(xiàn)出較差的析氫性能,而貴金屬在堿性電解質(zhì)中仍然具有較高的催化活性,目前通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行貴金屬?gòu)?fù)合提高催化性能的策略盡管有一些積極的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但是還沒(méi)有得到更廣泛的研究。用簡(jiǎn)單方法制備具有高效OER性能的Co(OH)2材...

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水概述
        1.2.1 電解水的發(fā)展歷史
        1.2.2 電解水的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 堿性介質(zhì)下電解水析氧和析氫機(jī)理分析
        1.2.4 電催化劑性能評(píng)價(jià)的重要參數(shù)
    1.3 電解水催化劑的分類及研究進(jìn)展
        1.3.1 貴金屬催化劑
        1.3.2 非貴金屬催化劑
    1.4 催化劑的性能優(yōu)化策略
        1.4.1 納米材料的形貌調(diào)控
        1.4.2 納米材料的成分調(diào)控
    1.5 本文選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
第二章 Co(OH)2超薄納米片團(tuán)簇的制備及電水解性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 試劑與儀器
        2.2.2 樣品制備
        2.2.3 表征儀器及測(cè)試方法
    2.3 結(jié)果討論
        2.3.1 Co(OH)₂-1納米材料的表征分析
        2.3.2 溶劑種類對(duì)Co(OH)₂的形貌影響及機(jī)理分析
        2.3.3 C₂H₆O溶劑下反應(yīng)時(shí)間對(duì)Co(OH)₂的形貌影響
        2.3.4 C₂H₆O溶劑下NaBH₄濃度對(duì)Co(OH)₂的形貌影響
        2.3.5 不同溶劑條件合成的Co(OH)₂的OER和HER的性能研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 RuO₂/Co(OH)₂納米復(fù)合材料的制備及電水解性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 表征儀器及測(cè)試方法
    3.3 結(jié)果討論
        3.3.1 RuCl₃·xH₂O的用量對(duì)復(fù)合樣品的形貌影響和XRD分析
        3.3.2 CoRu-10納米材料的成分及結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 RuO₂/Co(OH)₂樣品的OER和HER的性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3977582