發(fā)布時(shí)間：2017-10-08 10:06

  本文關(guān)鍵詞：負(fù)載型過渡金屬氧化物用于陽極堿性析氧的研究

  更多相關(guān)文章： 析氧 過渡金屬氧化物 多孔碳納米片

【摘要】：水分解為人類提供了一種可行的路徑去制造清潔,可循環(huán)使用的氫氣和氧氣。但是如何提高水分解的效率仍然是一個(gè)比較困難的挑戰(zhàn)�？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)聯(lián)合氮元素,金屬與碳材料可以制備出有效的非貴金屬電催化劑。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種催化劑即將過渡金屬氧化物負(fù)載于多孔碳納米片上,將其用于陽極堿性析氧。本論文包括以下兩個(gè)部分:1.以三聚氰胺和對(duì)苯二甲醛為原料,利用希夫堿反應(yīng)原理,通過一步水熱法合成出了含氮量高及比表面積大的有機(jī)多孔聚合物(SNW),通過表征發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)為不完全的球體連接而成的網(wǎng)狀聚合物,后以其為前驅(qū)體制備出了氮豐富的多孔碳納米片(NPC)。2.首先采用化學(xué)還原的方法分別將Ni-Co合金和Co-Fe合金負(fù)載于SNW的表面,后通過一步碳化的方法合成了目標(biāo)催化劑NiyCo10-y Ox/NPC和Coy Fe10-y Ox/NPC。將合成的目標(biāo)催化劑修飾在玻碳電極上,用于陽極堿性析氧的研究。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,在1M KOH溶液中,目標(biāo)催化劑的最佳效果是起始電壓為1.51V,電流密度為10m A cm-2時(shí)的過電勢(shì)為328m V,并且可以在這個(gè)電流密度下穩(wěn)定最少15h。除此以外,Tafel斜率為31.4 m V dec-1,這與其它含Co的催化劑相比,也是比較有優(yōu)勢(shì)的。同時(shí)本論文還驗(yàn)證了Fe可以增加鐵族的電催化活性,更重要的是電極材料可以通過有機(jī)聚合物的碳化來制備,這為研究非貴金屬催化劑提供了一種新思路。
【關(guān)鍵詞】：析氧 過渡金屬氧化物 多孔碳納米片
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ116
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 文獻(xiàn)綜述8-29
• 1.1 析氫的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.29-13
• 1.2.1 礦物燃料制氫9-10
• 1.2.2 核能制氫10-11
• 1.2.3 生物質(zhì)制氫11
• 1.2.4 光解水制氫11-12
• 1.2.5 電解水制氫12-13
• 1.3 析氧材料的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 貴金屬及其氧化物13-14
• 1.3.2 非金屬及合金電極14
• 1.3.3 ABO3鈣鈦礦型氧化物14-15
• 1.3.4 尖晶石型氧化物15-16
• 1.4 多孔有機(jī)骨架材料的研究進(jìn)展16-21
• 1.4.1 超交聯(lián)聚合物HCPs16-17
• 1.4.2 固有微孔聚合物PIMs17-19
• 1.4.3 共軛微孔聚合物CMPs19-20
• 1.4.4 共價(jià)有機(jī)框架聚合物COFs20-21
• 1.5 選題意義與方法21-23
• 參考文獻(xiàn)23-29
• 第二章 基于希夫堿的有機(jī)多孔聚合物的合成與表征29-38
• 2.1 前言29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器29-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑29
• 2.2.2 儀器29-30
• 2.3 基于希夫堿的多孔有機(jī)聚合物（SNW）合成30-31
• 2.4 結(jié)果討論31-35
• 2.4.1 結(jié)構(gòu)表征——紅外，，紫外-可見31-32
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)表征——固體核磁，XRD32-33
• 2.4.3 結(jié)構(gòu)表征——微觀結(jié)構(gòu)，孔道結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性33-35
• 2.6 小結(jié)35-36
• 參考文獻(xiàn)36-38
• 第三章 NiCo納米粒子負(fù)載于氮豐富的碳納米片上電化學(xué)析氧性能研究38-51
• 3.1 前言38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分38-41
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑38-39
• 3.2.2 物理表征儀器39
• 3.2.3 電化學(xué)表征裝置39-40
• 3.2.4 Ni Co 納米粒子負(fù)載氮豐富的多孔碳材料制備（Ni_yCo_(10-y)O_x/NPC）40
• 3.2.5 Ni_yCo_(10-y)O_x/NPC工作電極的制備40-41
• 3.3 結(jié)果與討論41-48
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)表征41-43
• 3.3.2 電化學(xué)表征43-48
• 3.4 小結(jié)48-49
• 參考文獻(xiàn)49-51
• 第四章 CoFe納米粒子負(fù)載于氮豐富的碳納米片上電化學(xué)析氧性能研究51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-53
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑51-52
• 4.2.2 物理表征儀器52
• 4.2.3 電化學(xué)表征裝置52
• 4.2.4 CoFe納米粒子負(fù)載氮豐富的碳材料制備（Co_yFe_(10-y)O_x/NPC）52-53
• 4.2.5 Co_yFe_(10-y)O_x/NPC工作電極的制備53
• 4.3 結(jié)果與討論53-62
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)表征53-57
• 4.3.2 電化學(xué)表征57-62
• 4.4 小結(jié)62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 研究生期間學(xué)術(shù)論文66-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱永飛;顧宜;;過渡金屬氧化物對(duì)苯并惡嗪熱穩(wěn)定性影響研究[J];熱固性樹脂;2011年04期

2 羅元香,陸路德,汪信,楊緒杰,劉孝恒;納米級(jí)過渡金屬氧化物對(duì)高氯酸銨催化性能的研究[J];含能材料;2002年04期

3 郭憲吉,侯文華,顏其潔,陳懿;層柱過渡金屬氧化物[J];科學(xué)通報(bào);2002年22期

4 姚建年;過渡金屬氧化物光電變色現(xiàn)象的研究及其應(yīng)用[J];中國科學(xué)基金;1996年04期

5 武增華,寇鵬,許玲,黃維通;催化劑對(duì)煤著火特性影響規(guī)律的計(jì)算機(jī)輔助研究(Ⅲ)──過渡金屬氧化物對(duì)煤的催化著火規(guī)律[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);1997年04期

6 董群;于婷;仇登可;豐銘;孟欣;;介孔過渡金屬氧化物的合成研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2012年02期

7 任現(xiàn)平;劉桂成;徐國峰;李建玲;;過渡金屬氧化物用作鋰空氣電池催化劑[J];電池;2014年01期

8 付名利,葉代啟;金屬氧化物催化劑在消除柴油車排氣顆粒物中的應(yīng)用[J];工業(yè)催化;2003年07期

9 歐陽德剛,羅安智,胡鐵山,趙修建;過渡金屬氧化物系輻射材料老化過程的實(shí)驗(yàn)研究[J];鋼鐵研究;2001年04期

10 王智民,李麗,韓基新,韓維屏;五種二元過渡金屬氧化物界面上的相互作用、非晶相結(jié)構(gòu)及催化性能(Ⅰ) 界面非晶相分散作用及體相晶相剩余率的提出[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2003年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 許明坤;蔡廷棟;姜素蓉;張樹東;孔祥和;;過渡金屬氧化物激發(fā)態(tài)光譜實(shí)驗(yàn)研究[A];江蘇、山東、河南、江西、黑龍江五省光學(xué)（激光）聯(lián)合學(xué)術(shù)'05年會(huì)論文集[C];2005年

2 馬磊;盧春山;李小年;;Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2復(fù)合氧化物負(fù)載PdO催化劑的NO-TPD研究[A];第一屆全國化學(xué)工程與生物化工年會(huì)論文摘要集(下)[C];2004年

3 夏永姚;劉金龍;侯孟炎;郭少帥;;富鋰層狀過渡金屬氧化物結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)化[A];第一屆全國儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)大會(huì)摘要集[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 金光希;過渡金屬氧化物的電子結(jié)構(gòu)與磁性計(jì)算[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

2 趙君;多級(jí)結(jié)構(gòu)過渡金屬氧化物：微納結(jié)構(gòu)形態(tài)調(diào)控及催化、氣敏性能研究[D];吉林大學(xué);2014年

3 葉林;介孔金屬氧化物及三維有序超晶格陣列材料的合成與應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

4 張恒強(qiáng);介孔過渡金屬氧化物及多孔負(fù)載型氧化物催化活化甲烷的研究[D];華東師范大學(xué);2012年

5 趙彥英;過渡金屬氧化物—稀有氣體絡(luò)合物的紅外光譜及理論計(jì)算研究[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 林小慶;負(fù)載型過渡金屬氧化物用于陽極堿性析氧的研究[D];蘭州大學(xué);2016年

2 王馳中;過渡金屬氧化物選擇性催化還原氮氧化物的研究[D];清華大學(xué);2013年

3 張錚;過渡金屬氧化物在有機(jī)光電子學(xué)中的界面研究和器件研究[D];蘇州大學(xué);2014年

4 俞曉晶;PMMA微球表面過渡金屬氧化物殼層聚集體的研究[D];浙江理工大學(xué);2010年

5 蔡金超;磁性錳鐵過渡金屬氧化物的合成、表征及其前驅(qū)體熱過程動(dòng)力學(xué)研究[D];廣西大學(xué);2012年

6 吳昊;納米結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物的制備及在鋰離子電池負(fù)極中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

本文編號(hào)：993402