發(fā)布時間：2023-04-02 10:21

　　化石燃料在緩解能源需求的同時,也造成嚴重的環(huán)境污染和全球變暖,因此開發(fā)清潔、高效、可再生的新型能源替代化石燃料愈發(fā)迫切。氫能因具有能量密度大,燃燒值高等優(yōu)點引起了人們廣泛關注。在各種制氫技術中,電解水制氫流程簡單,產物為氫氣、氧氣,對環(huán)境無污染,被視為最具吸引力的制氫方式。電解水制氫主要包括陰極還原析氫反應(HER)和陽極析氧反應(OER)兩個半反應。在HER催化劑中,Pd因為良好的催化能力和相對豐富的儲量,被視為最有可能取代Pt基催化劑的金屬基催化劑;在OER催化劑中,Ir催化性能高且穩(wěn)定性較好,是常見的商業(yè)OER催化劑。因此Pd基HER催化劑與Ir基OER催化劑是目前研究較多的電解水催化劑材料。雖然這些貴金屬材料在電解水中具有很好的催化活性,但由于儲量稀少,價格昂貴,大規(guī)模應用受限�？赏ㄟ^貴金屬納米化、與其他金屬合金化、與非貴金屬化合物復合三種方式降低貴金屬的使用量,提高貴金屬原子利用率。納米化以及與其他金屬合金雖然可以提升貴金屬的催化能力以及耐久性,但貴金屬所占的比例依然很高。很多非貴金屬化合物材料價格便宜且具有較大的表面積,作為載體負載貴金屬構成復合催化劑,利于貴金屬粒子的分散...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水催化劑研究概況
        1.2.1 HER催化劑研究現(xiàn)狀
        1.2.2 OER催化劑研究現(xiàn)狀
    1.3 貴金屬基催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 Pd基HER催化劑
        1.3.2 Ir基OER催化劑
    1.4 目前存在的主要問題
    1.5 本論文的研究意義及內容
第二章 Pd-NiCo₂S₄復合催化劑增強HER性能
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑及儀器
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 實驗步驟
        2.3.1 NiCo₂納米線陣列的制備
        2.3.2 NiCo₂S₄納米管陣列的制備
        2.3.3 Pd-NiCo₂S₄納米管陣列的制備
        2.3.4 材料的表征測試
        2.3.5 材料的電催化HER性能測試
    2.4 實驗結果與討論
        2.4.1 NiCo₂/CC的形貌及其原因分析
        2.4.2 NiCo₂S₄/CC的形貌結構表征
        2.4.3 Pd在NiCo₂S₄/CC上的可行性分析
        2.4.4 Pd在NiCo₂S₄ NT/CC上的形貌
        2.4.5 Pd在NiCo₂S₄ NT/CC上的結構
        2.4.6 Pd在NiCo₂S₄ NT/CC負載對催化HER性能的影響
        2.4.7 Pd負載時復合物的形貌分析
        2.4.8 Pd負載時復合物的結構表征
        2.4.9 Pd負載時復合物中Pd的含量
        2.4.10 復合物中Pd的高度分散及原因分析
    2.5 復合物的HER性能研究
        2.5.1 復合物的本征催化活性
        2.5.2 復合物的電導率
        2.5.3 復合物的穩(wěn)定性
        2.5.4 復合物性能提升的原因分析
    2.6 本章小結
第三章 Ir-NiCo₂S₄復合催化劑增強OER性能
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑及儀器
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
    3.3 實驗步驟
        3.3.1 NiCo₂納米線陣列的制備
        3.3.2 NiCo₂S₄ NT/CC的制備
        3.3.3 Ir-NiCo₂S₄ NT/CC的制備
        3.3.4 材料的表征測試
        3.3.5 材料的電催化OER性能測試
    3.4 實驗結果與討論
        3.4.1 Ir/CC的形貌及組分分析
        3.4.2 Ir在NiCo₂S₄ NT/CC的形貌
        3.4.3 Ir在 iCo₂S₄ NT/CC的結構
        3.4.4 Ir在 iCo₂S₄ NT/CC負載對催化OER性能的影響
        3.4.5 Ir負載時復合物的形貌分析
        3.4.6 Ir負載時復合物的結構分析
        3.4.7 復合物中Ir的高度分散及原因
        3.4.8 Ir負載時復合物中Ir的含量
    3.5 復合物的OER性能研究
        3.5.1 復合物具有更高本征催化活性
        3.5.2 復合物具有更高電導率
        3.5.3 復合物性能提升的原因分析
    3.6 復合物在OER過程中的性能研究
        3.6.1 阻抗變化
        3.6.2 形貌變化
        3.6.3 電化學活性面積增加
        3.6.4 活性組分復雜化
    3.7 本章小結
第四章 結論與展望
    4.1 結論
    4.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3779053