由于地球上化石能源儲備有限以及其燃燒產生的氣體對環(huán)境的污染問題,科學家正在尋求一種干凈、可再生能源來代替化石能源。在眾多新能源材料中,氫氣因為高的燃燒熱、清潔的燃燒產物(水)被認為是是一個很好的替代品。電解水制氫是眾多的制氫方法中最清潔、最高效的方法之一。然而,通過電解水制氫仍然存在一些問題。電解水反應包括發(fā)生在陽極的析氧反應(OER)和發(fā)生在陰極的析氫反應(HER),由于這兩個反應動力學緩慢(尤其是析氧反應),許多昂貴的貴金屬催化劑被用于催化析氫反應(貴金屬Pt等)和析氧反應(Ru02、IrO2等)。資源的稀缺和價格地昂貴限制了電解水制氫的推廣。將貴金屬負載到非金屬基材上從而盡可能減少貴金屬含量是解決該問題的方案之一,通過減小貴金屬顆粒的尺寸,可以暴露更多活性區(qū)域以增加催化活性。另一種解決方案是尋找具有優(yōu)異電解水催化性能的非貴金屬催化劑材料。本文設計并合成了不同類型的高活性電解水催化劑。研究了這些催化劑的析氫和析氧性能如下:(1)以OsCl3·3H2O、HAuCl4·4H2O、硅納米線(SiNWs)為原料,通過水熱法獲得Os-Au-Si三元體系復合物用于酸性電催化析氫。通過X射線衍射...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 HER機理
        1.2.1 酸性條件HER機理
        1.2.2 堿性條件HER機理
    1.3 HER研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鉑基貴金屬材料電解水析氫
        1.3.2 非貴金屬材料電解水析氫
    1.4 OER機理
        1.4.1 酸性OER機理
        1.4.2 堿性OER機理
    1.5 OER研究現(xiàn)狀
        1.5.1 貴金屬材料電解水析氧催化劑
        1.5.2 非貴金屬材料電解水析氧催化劑
    1.6 研究意義與研究內容
    參考文獻
第二章 Os-Au-Si三元電催化劑的析氫研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 試劑
        2.2.2 Os-Au-Si、Au-Si和Os-Au催化劑的合成
        2.2.3 表征
        2.2.4 電化學測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 Os-Au-Si納米復合物結構表征
        2.3.2 Os-Au-Si納米復合物電化學性能表征
    2.4 結論
    參考文獻
第三章 Co₉S₈-CuS-FeS三金屬硫化物用于高效電催化析氧反應的研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑
        3.2.2 CoCuFe-S納米復合物的合成
        3.2.3 表征
        3.2.4 電化學測試
    3.3 結果
        3.3.1 CoCuFe-S納米復合物結構表征
        3.3.2 CoCuFe-S納米復合物電化學性能表征
    3.4 討論
    3.5 結論
    參考文獻
第四章 CoO-Cu-碳點納米復合物用于高效電催化析氧反應的研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑
        4.2.2 CoOCu-CDs納米復合物的合成
        4.2.3 表征
        4.2.4 電化學測試
    4.3 結果
        4.3.1 CoOCu-CDs納米復合物結構表征
        4.3.2 CoOCu-CDs納米復合物電化學性能表征
    4.4 結論
    參考文獻
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文
致謝



本文編號：3873702