隨著工業(yè)化革命以來,化石能源的采集及利用已無法跟上科技的進(jìn)步、社會的發(fā)展。在當(dāng)今社會,立足之本即為能源,而其亦是遏制科技革新的重難點(diǎn)之一。為了緩解能源危機(jī)及環(huán)境污染等問題,提高能源利用效率,尋找清潔、可持續(xù)發(fā)展的替代能源已成為當(dāng)今科研工作者的首要工作之一。氣體析出反應(yīng)作為電化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)之一,故而對其的細(xì)致研究就顯得尤為重要。納米陣列電極不僅可以展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,更因其超疏氣的結(jié)構(gòu)特性,有利于改善析氣反應(yīng)中的傳質(zhì)行為,故已成為析氣反應(yīng)催化劑的研究熱點(diǎn)。目前雖然科學(xué)家成功實現(xiàn)電催化劑本征性能的大幅度提高,但對電極表面結(jié)構(gòu)和浸潤性對氣泡生長行為影響的研究相當(dāng)有限,缺少精準(zhǔn)的動力學(xué)模型。本論文通過構(gòu)筑一系列形貌差異的納米結(jié)構(gòu)電極及浸潤性差異的電極,研究氣泡在結(jié)構(gòu)化電極表面的生長行為及對應(yīng)的電化學(xué)性能,構(gòu)建并分析了氣泡生長的動力學(xué)模型和原因,進(jìn)一步理解浸潤性對氣泡生長的影響以及納米陣列電極優(yōu)于其他電極的本質(zhì)。據(jù)此,進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計以獲得更加高效率的電極,提高氣體析出的電催化反應(yīng)的能量利用率。本論文的具體研究內(nèi)容概述如下。調(diào)整實驗方法,確定最佳的鉑納米陣列電極制備方法。通過接觸角以及氣泡粘附...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 納米陣列在電催化析氣反應(yīng)中的應(yīng)用
        1.2.1 氣體析出反應(yīng)
        1.2.2 納米陣列電極在析氣反應(yīng)中的應(yīng)用
        1.2.3 納米陣列電極在電解水反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.3 表面浸潤性
        1.3.1 表面浸潤性的基本理論
        1.3.2 超浸潤性材料與其表面結(jié)構(gòu)的聯(lián)系
        1.3.3 調(diào)整固體表面浸潤性的方法
        1.3.4 超親氣/疏水納米材料的應(yīng)用
    1.4 氣泡動力學(xué)研究
        1.4.1 氣泡粘附在表面的受力分析研究
        1.4.2 電催化反應(yīng)中的氣泡生長過程
    1.5 本論文研究目的、意義及研究內(nèi)容
        1.5.1 本論文研究目的及意義
        1.5.2 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 鉑納米陣列的制備與性能分析
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑和實驗儀器
        2.2.1 主要試劑
        2.2.2 主要儀器
    2.3 實驗部分
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 形貌和結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 浸潤性測試
        2.3.4 電化學(xué)測試
        2.3.5 電化學(xué)原位觀測氣泡生長
    2.4 結(jié)果與討論
    2.5 本章小結(jié)
第三章 疏水性鉑納米陣列的制備與性能分析
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑和實驗儀器
    3.3 實驗部分
        3.3.1 電極制備
        3.3.2 形貌和結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 浸潤性測試
        3.3.4 電化學(xué)測試
        3.3.5 電化學(xué)原位觀測氣泡生長
    3.4 結(jié)果與討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 不同表面結(jié)構(gòu)的鉑電極氣泡生長行為的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗試劑和實驗儀器
    4.3 實驗部分
        4.3.1 電極制備
        4.3.2 形貌和結(jié)構(gòu)表征
        4.3.3 浸潤性測試
        4.3.4 電化學(xué)原位觀測氣泡生長過程
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 不同微觀形貌的鉑電極的表面形貌
        4.4.2 電極微觀形貌對于氣泡析出行為的影響
        4.4.3 氣泡生長模型的提出和分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3980357