電催化分解水產(chǎn)氫可以實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)換且過(guò)程中沒有污染物產(chǎn)生,被認(rèn)為是獲取氫氣進(jìn)而解決環(huán)境污染和能源危機(jī)的有效手段之一。但是,析氧反應(yīng)(OER)作為水分解的半反應(yīng)之一,涉及到四個(gè)電子的轉(zhuǎn)移,動(dòng)力學(xué)緩慢,限制了電催化分解水的速率和實(shí)際應(yīng)用。因而開發(fā)高效且穩(wěn)定的OER電催化劑以提高水氧化效率是十分必要的。近幾年,堿式碳酸鹽及其摻雜復(fù)合材料在OER等方面都展現(xiàn)出了優(yōu)異的電催化性能,而在此基礎(chǔ)上如何拓寬堿式鹽材料的種類、簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)方法,同時(shí)進(jìn)一步提升材料的催化性能是值得探索的。因此,本文設(shè)計(jì)合成過(guò)渡金屬堿式硝酸鹽/泡沫鎳(MNH/NF,M=Ni,Co,Cu)復(fù)合材料,進(jìn)一步引入Fe(OH)₃改性得到NiNH@Fe(OH)₃/NF材料,并研究了材料的電催化OER性能及相關(guān)催化機(jī)理。設(shè)計(jì)采用一步熔融鹽法制備具有三維結(jié)構(gòu)的MNH/NF復(fù)合材料,其中NiNH/NF在堿性條件下OER活性最優(yōu),催化電流密度為50 mA/cm²時(shí)所需提供過(guò)電位為231 mV vs.可逆氫電極(RHE),Tafel斜率為81 mV/dec。盡管在OER過(guò)...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 OER催化材料的分類及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 貴金屬OER催化劑研究現(xiàn)狀
        1.2.2 碳基OER催化劑研究現(xiàn)狀
        1.2.3 過(guò)渡金屬OER催化劑研究現(xiàn)狀
        1.2.4 過(guò)渡金屬基復(fù)合物OER催化劑研究現(xiàn)狀
        1.2.5 過(guò)渡金屬堿式鹽OER催化劑研究現(xiàn)狀
    1.3 OER催化機(jī)理研究現(xiàn)狀
    1.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 樣品表征方法
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試
        2.2.3 透射電子顯微鏡測(cè)試
        2.2.4 拉曼光譜分析
        2.2.5 X射線光電子能譜測(cè)試
        2.2.6 電化學(xué)性能測(cè)試
    2.3 實(shí)驗(yàn)方案
        2.3.1 單金屬M(fèi)NH/NF(M=Ni,Co,Cu)復(fù)合材料的制備
        2.3.2 核殼結(jié)構(gòu)NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料的制備
第3章 MNH/NF(M= Ni,Co,Cu)復(fù)合材料的制備及電催化析氧性能研究
    3.1 引言
    3.2 MNH/NF復(fù)合材料的基本表征
        3.2.1 MNH/NF復(fù)合材料的形貌表征
        3.2.2 MNH/NF復(fù)合材料的XRD表征
        3.2.3 MNH/NF復(fù)合材料的Raman分析
        3.2.4 MNH/NF復(fù)合材料的XPS分析
    3.3 MNH/NF復(fù)合材料的電催化析氧性能分析
    3.4 MNH/NF復(fù)合材料電催化析氧測(cè)試后的基本表征
    3.5 MNH/NF復(fù)合材料基底的優(yōu)異性
    3.6 本章小結(jié)
第4章 NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料的制備及電催化析氧性能研究
    4.1 引言
    4.2 NiNH@Fe(OH)₃/NF的基本表征
        4.2.1 NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料的形貌表征
        4.2.2 NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料的XRD表征
        4.2.3 NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料的Raman分析
        4.2.4 NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料的XPS分析
    4.3 NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料的電催化析氧性能分析
    4.4 NiNH@Fe(OH)₃/NF復(fù)合材料電催化析氧測(cè)試后的基本表征
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3990362