發(fā)布時(shí)間：2021-04-30 10:11

　　近年來化石能源枯竭和環(huán)境污染等問題越來越嚴(yán)重,開發(fā)可持續(xù)清潔能源刻不容緩。氫氣具有高燃值,清潔無污染,來源豐富等優(yōu)點(diǎn),做為最具潛力的可持續(xù)清潔能源一直備受關(guān)注。電化學(xué)分解水是一種制備高純氫氣簡單可行的方法,但是在陰極上的析氫反應(yīng)受到動(dòng)力學(xué)限制,因此需要研發(fā)高效催化劑電極以加速析氫反應(yīng)。以貴金屬鉑（Pt）為代表的催化劑被認(rèn)為是最高效的析氫催化劑,但由于儲(chǔ)量少,價(jià)格貴等缺點(diǎn)限制了其在電解水領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,因而研發(fā)具有高效析氫性能的非貴金屬析氫催化劑十分迫切。過渡金屬鈷以其儲(chǔ)量高,價(jià)格低廉且活性高等優(yōu)點(diǎn)有望成為貴金屬催化劑的替代品。本論文主要以非貴金屬催化劑為研究對(duì)象,開展了鈷基復(fù)合結(jié)構(gòu)電極的構(gòu)建及析氫性能研究。本論文主要工作如下:（1）本章以陽極氧化非晶TiO₂納米管為模板,通過水熱反應(yīng),氨氣熱處理和磷化處理,制備得到Co_xP納米顆粒鑲嵌在N摻雜TiO₂納米管復(fù)合結(jié)構(gòu),這種獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)既保持了高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,又利用N摻雜TiO₂納米管壁為析氫反應(yīng)提供了快速電子傳輸通道,降低了電子轉(zhuǎn)移阻抗,而管道則... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 析氫反應(yīng)機(jī)理
        1.2.1 酸性溶液
        1.2.2 堿性溶液
    1.3 析氫催化劑的選擇
    1.4 評(píng)價(jià)催化劑的一般參數(shù)
        1.4.1 過電位
        1.4.2 塔菲爾斜率
        1.4.3 交換電流密度
        1.4.4 轉(zhuǎn)化頻率
        1.4.5 穩(wěn)定性
    1.5 納米復(fù)合材料電催化劑
        1.5.1 金屬基復(fù)合材料
        1.5.2 磷化物復(fù)合材料
        1.5.3 氮化物復(fù)合材料
    1.6 本論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 CoxP/N-TiO_2 納米管陣列電極的制備及其電催化析氫性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.2.2 材料的合成與制備
        2.2.3 材料的形貌結(jié)構(gòu)及物相表征方法
        2.2.4 電極的制備和電化學(xué)測試方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        2.3.1 材料的形貌結(jié)構(gòu)與物相分析
        2.3.2 材料的電催化析氫性能研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Co/ZnO納米片電極的制備及電催化析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        3.2.2 樣品的制備
        3.2.3 材料的形貌結(jié)構(gòu)及物相表征方法
        3.2.4 電極的制備和電化學(xué)測試方法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 材料的形貌結(jié)構(gòu)與物相分析
        3.3.2 材料的電催化析氫性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Co_xN/ZnO納米片電極的制備及電催化析氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        4.2.2 材料的合成與制備
        4.2.3 材料的形貌結(jié)構(gòu)及物相表征方法
        4.2.4 電極的制備和電化學(xué)測試方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 材料的形貌結(jié)構(gòu)與物相分析
        4.3.2 材料的電催化析氫性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]在氫氣氧化反應(yīng)中具有高催化活性的Pt修飾的Ni/C納米催化劑（英文）[J]. 高孝麟,王昱飛,謝和平,劉濤,儲(chǔ)偉.  催化學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]略論氫氣的民用開發(fā)[J]. 武志文.  低碳世界. 2014(01)
[3]硫酸溶液中電化學(xué)改性石墨電極對(duì)Fe3+/Fe2+的電催化性能與準(zhǔn)電容特性[J]. 孫亞萍,范新莊,蘆永紅,徐海波.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[4]制備方法對(duì)Pt/CA催化劑電化學(xué)性能的影響[J]. 魏松麗,吳丁財(cái),符若文.  中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(05)

博士論文
[1]基于鈷納米晶的高性能電化學(xué)催化劑的制備及電解水性能的研究[D]. 劉炳瑞.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]過渡金屬基復(fù)合材料的制備及其催化氨分解制氫性質(zhì)研究[D]. 谷瑩秋.山東大學(xué) 2016

碩士論文
[1]多孔金屬鎳的相轉(zhuǎn)化法制備及其電催化水分解性能的研究[D]. 丁瑞艮.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]Ni-Mn和Ni-Mn-Sn電極的制備及其析氫性能的研究[D]. 侯寧.蘭州大學(xué) 2017
[3]磷化鈷復(fù)合材料析氫性能的研究[D]. 馬巧玲.西北師范大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3169331