世界各地一直飽受過度依賴化石燃料帶來的折磨,環(huán)境污染、經(jīng)濟危機和地區(qū)安全問題嚴(yán)峻,隨著能源需求量大大增加而化石能源日漸枯竭,尋求一種清潔可再生能源替代化石燃料迫在眉睫。氫能是一種清潔能源,儲量大無污染,但是傳統(tǒng)的制取方法復(fù)雜、成本高。電解水析氫是一種獲取優(yōu)質(zhì)能源的簡便快捷的方法,但是陰極過電位的存在使其能耗加大、成本提高,因此,開發(fā)催化活性高、成本低,能有效降低陰極過電位的電催化劑是電解水制氫的關(guān)鍵。過渡金屬磷化物是一種優(yōu)質(zhì)的電解水陰極材料,其中磷化鐵更是因為其原材料儲量高、成本低,無毒,在堿性和酸性溶液中都具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和催化活性而受到廣泛關(guān)注。所以,基于電化學(xué)析氫和納米材料技術(shù)的研究進展,本文將圍繞磷化鐵催化劑的制備方法,研究運用簡單方便的方法得到用于電化學(xué)析氫的不同形貌特征的高性能磷化鐵催化劑。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)以FeCl₃·6H₂O、乙二醇和乙二胺為原料,采用150℃溶劑熱的方法,合成由納米片亞單元組成的分層的鐵的乙醇酸鹽中空微球前驅(qū)體,調(diào)節(jié)乙二胺的加入量,獲得不同形貌的催化劑,當(dāng)乙二胺的量為3 mL時,得到中空磷化鐵...

【文章頁數(shù)】：80 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 清潔能源
    1.3 氫能
        1.3.1 氫能的優(yōu)點
        1.3.2 當(dāng)前制氫工藝
    1.4 電解水制氫
        1.4.1 電解水制氫的原理
        1.4.2 電解水制氫的發(fā)展歷史
        1.4.3 電解水制氫的影響因素
    1.5 電化學(xué)析氫陰極材料
        1.5.1 陰極材料的種類
        1.5.2 磷對電化學(xué)析氫活性的影響
        1.5.3 提高電化學(xué)析氫性能的方法
        1.5.4 鐵基磷化物陰極材料的研究
        1.5.5 電化學(xué)析氫研究的新趨勢
    1.6 本課題研究的主要內(nèi)容及意義
第二章 實驗材料及方法
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 材料表征方法及原理
        2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(HRTEM)
        2.3.3 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.4 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
        2.3.5 氮氣吸附脫附(比表面吸附儀)
    2.4 電化學(xué)析氫測試方法及原理
        2.4.1 三電極體系
        2.4.2 工作電極的制備
        2.4.3 極化曲線和Tafel斜率
        2.4.4 循環(huán)伏安曲線(CV)和雙電層電容(Cdl)
        2.4.5 循環(huán)穩(wěn)定性測試
第三章 中空磷化鐵微球的電化學(xué)析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 中空磷化鐵片球的制備過程
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 中空磷化鐵微球的制備原理
        3.3.2 前驅(qū)產(chǎn)物的XRD及FTIR分析
        3.3.3 實驗產(chǎn)物的SEM及EDS分析
        3.3.4 實驗產(chǎn)物的XRD及XPS分析
        3.3.5 實驗產(chǎn)物的BET分析
        3.3.6 實驗產(chǎn)物的電化學(xué)析氫性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 海膽狀磷化鐵微球的電化學(xué)析氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 海膽狀磷化鐵微球的制備過程
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 海膽狀磷化鐵微球的制備原理
        4.3.2 前驅(qū)產(chǎn)物的XRD及FTIR分析
        4.3.3 實驗產(chǎn)物的形貌SEM分析
        4.3.4 實驗產(chǎn)物的XRD及EDS分析
        4.3.5 實驗產(chǎn)物的電化學(xué)析氫性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 中空核殼結(jié)構(gòu)磷化鐵納米球的電化學(xué)析氫性能研究
    5.1 引言
    5.2 核殼結(jié)構(gòu)磷化鐵納米球的制備過程
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 中空核殼結(jié)構(gòu)磷化鐵納米球的制備原理
        5.3.2 前驅(qū)體的SEM及TEM分析
        5.3.3 前驅(qū)體的XRD及FTIR分析
        5.3.4 磷化產(chǎn)物的SEM及TEM分析
        5.3.5 磷化產(chǎn)物的XRD及XPS分析
        5.3.6 磷化產(chǎn)物的電化學(xué)析氫性能測試
    5.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3984672