隨著當(dāng)今化石燃料耗量增加、儲(chǔ)量銳減,氫氣作為一種新型高能量密度的清潔二次能源日益?zhèn)涫荜P(guān)注。氫氣的制取方式各有不同,其中電解水制氫以其制取氫氣純度高且過程無污染的優(yōu)勢(shì)成為大規(guī)模制氫的首選。但電解水需要消耗巨額電能,為了提高能量轉(zhuǎn)換效率,尋求析氫過電位低且穩(wěn)定性高的電解池陰極材料成為問題解決的關(guān)鍵。大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明Pt族過渡金屬具有最低的析氫過電位,但儲(chǔ)量稀少、價(jià)格昂貴,導(dǎo)致其不適于大規(guī)模運(yùn)用于工商業(yè)生產(chǎn)。由此研發(fā)成本低廉且電催化析氫活性及穩(wěn)定性高的電解池陰極材料作為替代具有重要意義,而成為近年來研究的熱點(diǎn)。本文旨在探索以脫合金化的方法來獲取特殊的納米多孔結(jié)構(gòu)電極材料,同時(shí)就該多孔材料中Mo的加入、Mo含量的不同以及復(fù)合Ru O₂進(jìn)行了研究和分析,以期制備高活性及穩(wěn)定性的析氫催化電極。本文首先通過快速凝固結(jié)合脫合金化等方法制備了納米多孔Ni、Ni-Mo合金及其氧化物陰極電極材料,通過XRD、SEM、TEM、BET等對(duì)電極的物相、形貌結(jié)構(gòu)、孔徑分布進(jìn)行表征,并通過線性掃描伏安、Tafel斜率、交流阻抗、計(jì)時(shí)電位以及循環(huán)伏安等方法測(cè)試多孔電極的電催化析氫性能。結(jié)果顯示...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 氫能概述
    1.2 氫的制備方法
    1.3 堿性體系電解水制氫
        1.3.1 堿性體系制氫概況
        1.3.2 堿性體系電解水析氫機(jī)理
    1.4 Ni基析氫電極材料分類及研究現(xiàn)狀
        1.4.1 Ni基合金電極材料
        1.4.2 多孔Ni基電極材料
        1.4.3 Ni基復(fù)合電極材料
    1.5 論文的研究?jī)?nèi)容與研究意義
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 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)材料及設(shè)備
    2.2 材料制備
        2.2.1 合金的熔煉
        2.2.2 快速凝固制備合金薄帶
        2.2.3 脫合金化實(shí)驗(yàn)
        2.2.4 二次腐蝕與后續(xù)退火
        2.2.5 RuO₂膠體聚沉實(shí)驗(yàn)
    2.3 材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 透射電子顯微鏡
        2.3.4 氮?dú)馕浇馕絻x
    2.4 析氫性能及穩(wěn)定性測(cè)試
        2.4.1 電極制備方法
        2.4.2 三電極體系
        2.4.3 線性掃描伏安法測(cè)試
        2.4.4 Tafel斜率曲線分析
        2.4.5 計(jì)時(shí)電位法測(cè)試
        2.4.6 交流阻抗譜測(cè)試
        2.4.7 循環(huán)伏安耐久測(cè)試
第3章 脫合金化制備納米多孔Ni、Ni-Mo合金及其氧化物的電催化析氫性能..
    3.1 引言
    3.2 納米多孔Ni、Ni-Mo合金及其氧化物電極材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Ni-Al、Ni-Mo-Al前驅(qū)體合金的物相分析
        3.3.2 Ni-Al、Ni-Mo-Al脫合金化、腐蝕與退火后的物相分析
        3.3.3 多孔Ni、Ni-Mo、NiO與NiMoO₄的微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 多孔Ni、Ni-Mo、NiO與NiMoO₄的比表面積測(cè)試
        3.3.5 多孔Ni、Ni-Mo、NiO與NiMoO₄的析氫性能及穩(wěn)定性測(cè)試
    本章小結(jié)
第4章 脫合金制備不同Mo含量納米多孔Ni-Mo合金及其電催化析氫性能
    4.1 引言
    4.2 不同Mo含量納米多孔Ni-Mo合金的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不同Mo含量Ni-Mo-Al前驅(qū)體合金薄帶物相分析
        4.3.2 不同Mo含量Ni-Mo-Al合金脫合金化后物相分析
        4.3.3 不同Mo含量多孔Ni-Mo合金的微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.3.4 不同Mo含量多孔Ni-Mo合金的BET比表面積測(cè)試
        4.3.5 不同Mo含量多孔Ni-Mo合金的析氫性能及穩(wěn)定性測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
第5章 納米多孔Ni/RuO₂及Ni-Mo/RuO₂復(fù)合材料的制備及其電催化析氫性能
    5.1 引言
    5.2 納米多孔Ni/RuO₂及Ni-Mo/RuO₂復(fù)合材料制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 納米多孔Ni/RuO₂及Ni-Mo/RuO₂復(fù)合材料物相分析
        5.3.2 納米多孔Ni/RuO₂及Ni-Mo/RuO₂復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)分析
        5.3.3 納米多孔Ni/RuO₂及Ni-Mo/RuO₂復(fù)合材料析氫性能測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3909070