電解水制氫是實現(xiàn)氫能大規(guī)模發(fā)展應用的重要戰(zhàn)略舉措。水分解反應中的陽極半反應,即析氧反應(OER)是上述系統(tǒng)的核心反應之一,然而析氧反應關系到4個電子轉移和O=O雙鍵的形成過程,是一個復雜且動力學緩慢的過程,嚴重影響了電解水的整體效率以及能耗。當前最常用的水氧化電催化劑是貴金屬釕(Ru)和銥(Ir)的氧化物。然而,貴金屬在自然界中儲量有限、價格昂貴,嚴重制約了電解水制備氫能的大規(guī)模應用。因此,設計開發(fā)成本低廉、效率高、穩(wěn)定性好、環(huán)境友好的非貴金屬催化劑是解決這一難題的關鍵。本論文選擇價格低、活性高、穩(wěn)定性強的Ni、Co基磷化物作為陽極OER催化劑,來替代貴金屬氧化物,從而降低電解制氫的成本,提高能源轉換的效率。具體研究內容包含以下幾個方面:(1)采用水熱法制備了單金屬氫氧化物,發(fā)現(xiàn)Ni和Co的硝酸鹽在水熱條件下容易組裝成二維的納米片,具有一定的OER催化性能。(2)通過水熱法在泡沫鎳基底上制備Ni Co雙金屬層狀氫氧化物(Ni Co-LDH)前驅體,經過磷化處理以后,制備了Ni Co雙金屬磷化物,將其作為堿性條件下的OER工作電極,電流密度達到10 m A cm^-2...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點摘要
第一章 緒論
    1.1 電催化水氧化概述
        1.1.1 OER機制
        1.1.2 OER動力學
    1.2 電催化水氧化催化劑
        1.2.1 貴金屬OER催化劑
        1.2.2 非貴金屬OER催化劑
        1.2.3 非金屬OER催化劑
    1.3 堿性電解液中的過渡金屬OER催化劑
        1.3.1 過渡金屬氧化物
        1.3.2 過渡金屬硫化物、氮化物、磷化物
        1.3.3 過渡金屬氫氧化物
        1.3.4 過渡金屬單質或者合金
    1.4 本論文主要研究內容
第二章 實驗方案
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 實驗部分
    2.4 主要表征方法
    2.5 電化學性能測試
    2.6 NiCoP/1T-MoS₂全電解水反應體系構建
第三章 結果與討論
    3.1 Co、Ni單金屬氫氧化物的OER性能
    3.2 NiCoP納米片的形貌表征:SEM和 TEM
    3.3 NiCoP納米片的N₂ 吸附曲線以及X-射線光電子能譜(XPS)表征
    3.4 對比樣品Ni₂P的基本表征:XRD、SEM、TEM
    3.5 NiCoP納米片的XRD
    3.6 電化學性能測試
    3.7 NiCoP/1T-MoS₂ 全分解水反應體系
結論
參考文獻
發(fā)表文章目錄
致謝



本文編號：3843095