Pd基催化劑是電催化中應用相當廣泛的金屬催化劑類型。在電催化反應中,析氫反應(HER)和氮還原反應(NRR)相似,都是質子耦合電子轉移反應。在電化學陰極反應中,析氫反應和氮還原反應是競爭反應,控制和平衡HER和NRR之間的關系對于研究電化學是一個很好的方向。Pd基催化劑有同時作為析氫反應和氮還原反應催化劑的潛力,但如何提高Pd基催化劑的催化活性是存在的關鍵問題。本論文圍繞負載型Pd基催化劑在電催化析氫反應和氮還原反應中的應用,研究了不同因素對Pd納米顆粒的調控作用,設計制備了新型高效的析氫和氮還原反應Pd基催化劑。以期深入理解如何通過調控Pd基催化劑來實現不同的HER和NRR催化性能,進一步實現Pd基催化劑在電催化領域的深入應用,主要研究結果如下。MXene是一種新興的二維材料,在制備后表面具有多種修飾基團,但對于這些表面官能團影響MXene負載金屬納米催化性能的研究卻很少。本文通過實驗和理論計算研究了不同官能團的Nb₂CT_x負載的Pd納米催化劑的析氫反應性能。采用不同的試劑處理Nb₂C,對其表面進行修飾,然后負載Pd納...

【文章頁數】：80 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 電催化析氫和氮還原
        1.2.1 析氫反應
        1.2.2 氮還原反應
    1.3 Pd催化劑在電催化析氫和氮還原中的應用
        1.3.1 Pd催化劑在析氫反應中的應用
        1.3.2 Pd催化劑在氮還原反應中的應用
    1.4 載體對電催化析氫和氮還原催化性能的影響
        1.4.1 碳載體
        1.4.2 金屬氧化物載體
        1.4.3 新型二維材料載體
    1.5 論文選題意義和研究內容
        1.5.1 論文選題意義
        1.5.2 論文研究內容
第二章 實驗和計算部分
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 催化劑的制備
    2.4 催化劑的表征
        2.4.1 透射電鏡(TEM)表征
        2.4.2 掃描電鏡(SEM)和能量色散X-射線光譜學(EDS)
        2.4.3 粉末X-射線衍射(XRD)表征
        2.4.4 X-射線光電子能譜(XPS)分析
        2.4.5 電子順磁共振(EPR)分析
    2.5 電化學性能測試
    2.6 密度泛函理論計算
第三章 Nb₂C負載Pd催化劑的制備及表面官能團調控析氫反應性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗和計算部分
        3.2.1 催化劑制備
        3.2.2 理論計算方法
        3.2.3 電化學測試
    3.3 催化劑的表征
        3.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)和能量色散X-射線光譜(EDS)分析
        3.3.2 透射電鏡(TEM)分析
        3.3.3 X-射線衍射(XRD)分析
        3.3.4 X-射線光電子能譜(XPS)表征
    3.4 電子結構分析
    3.5 催化劑的電化學性能
    3.6 載體表面官能團調控析氫反應性能機理
    3.7 本章小結
第四章 TiO₂負載Pd-Co合金對氮還原反應的促進作用
    4.1 引言
    4.2 實驗和計算部分
        4.2.1 催化劑的制備
        4.2.2 電化學測試
        4.2.3 計算方法
    4.3 催化劑的表征
        4.3.1 透射電鏡(TEM)表征
        4.3.2 電子順磁共振(ESR)分析
        4.3.3 X-射線衍射(XRD)分析
        4.3.4 X-射線光電子能譜(XPS)表征
    4.4 催化劑的NRR性能測試
    4.5 TiO₂ 負載Pd-Co合金氮還原反應機理研究
    4.6 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
學位論文數據集



本文編號：3987189