大規(guī)模傳統(tǒng)化石燃料的燃燒造成的環(huán)境污染問(wèn)題,迫使人們尋找可再生和環(huán)保的綠色能源。氫氣以其燃燒值高、清潔無(wú)污染、可再生等特點(diǎn)被公認(rèn)為是最有潛力的能源載體。在目前的各種制氫技術(shù)中,電解水是最為理想和最有潛力的技術(shù),被視為通向氫經(jīng)濟(jì)的最佳途徑。目前,最好的電催化析氫材料為貴金屬Pt、Pd及其合金,但由于成本高、儲(chǔ)量低等缺點(diǎn),導(dǎo)致其不能大規(guī)模應(yīng)用。因此,研究并設(shè)計(jì)出一種高活性、低成本的陰極析氫催化材料對(duì)電解水制氫具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文主要對(duì)Ni基析氫電極材料的制備、電催化性能及其DFT計(jì)算進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）首先采用電火花沉積（ESD）技術(shù)在金屬Ni表面沉積Mo層,得到Ni@Ni-Mo電極,再通過(guò)高溫磷化處理,制備出一種具有新型納米結(jié)構(gòu)的Ni-Mo-P電極。通過(guò)物理表征發(fā)現(xiàn),Ni-Mo-P主要由Ni₁₂P₅物相組成,且微觀下呈現(xiàn)出葉狀納米片結(jié)構(gòu),不僅可以增大電極材料的比表面積,而且暴露更多的活性位點(diǎn)。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Ni-Mo-P電極比Ni@Ni-Mo電極具有更低的析氫過(guò)電位、更高的電流密度和更小的Tafel斜率,并且還... 

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【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 電解水制氫
        1.2.1 電解水制氫理論基礎(chǔ)
        1.2.2 析氫反應(yīng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)
    1.3 目前析氫反應(yīng)催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 過(guò)渡金屬磷化物
        1.3.2 過(guò)渡金屬硫化物
        1.3.3 鎳基二元合金析氫電極
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 第一性原理計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 第一性原理簡(jiǎn)介
        2.2.1 分子體系定態(tài)Schr?dinger方程
        2.2.2 分子軌道法
    2.3 密度泛函理論
        2.3.1 Hartree-Fock定理
        2.3.2 Thomas-Fermi模型
        2.3.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.3.4 Kohn-Sham方程
    2.4 DFT框架下的各類密度泛函
        2.4.1 局域密度近似(LDA)
        2.4.2 廣義梯度近似(GGA)
    2.5 計(jì)算軟件包簡(jiǎn)介
        2.5.1 Materials Studio軟件
        2.5.2 VASP軟件
    2.6 吸附
        2.6.1 吸附的本質(zhì)
        2.6.2 物理吸附和化學(xué)吸附
        2.6.3 吸附在催化研究中的應(yīng)用
    2.7 本章小結(jié)
第三章 Ni-Mo-P納米復(fù)合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)藥品和儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 電極的形貌表征測(cè)試
    3.4 電極的電化學(xué)性能測(cè)試
    3.5 電極的結(jié)構(gòu)形貌和組成分析
        3.5.1 Ni@Ni-Mo電極的形貌、元素組成分析
        3.5.2 Ni-Mo-P析氫電極的形貌、元素組成分析
    3.6 電極的電化學(xué)性能測(cè)試
    3.7 本章小結(jié)
第四章 Ni-Mo-P析氫電極的DFT理論計(jì)算分析
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算模型的選擇
    4.3 計(jì)算方法和參數(shù)
        4.3.1 H原子在Ni_4Mo面的吸附研究
        4.3.2 H原子在Ni_(12)P_5 面上的吸附研究
        4.3.3 最優(yōu)位點(diǎn)的析氫研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3672475