隨著社會經濟的快速發(fā)展,人們對能源的需求日益增多,而伴隨著化石能源的不斷消耗,人類面臨越來越嚴重的能源危機。與此同時,使用化石能源造成的環(huán)境污染問題也不容忽視。因此,尋找可持續(xù)的新型潔凈能源、進而解決目前所面臨的能源與環(huán)境問題成為近些年的研究熱點。在眾多解決方案中,電催化技術因其效率高、設備簡單易操作等優(yōu)點,成為科研工作者關注的熱點。氫能具有燃燒熱值高、清潔無污染等特點,是一種理想的新型潔凈能源。在眾多制氫方法中,電化學分解水技術是大規(guī)模生產氫氣的重要途經之一。在電解水反應中,由于產氧反應（OER）是四電子轉移過程,其在動力學上非常遲緩,較電催化析氫反應更加難以發(fā)生。基于此,目前限制電解水技術應用發(fā)展的制約因素之一是陽極催化材料過電位較高以及價格昂貴。因此,探索具有高效電解水產氧（OER）的陽極催化材料至關重要。與此同時,考慮到OER的平衡電位為1.23VvsRHE,而尿素氧化（UOR）的電位只有0.37Vvs RHE,特定領域中UOR有望部分取代OER,如基于UOR的尿素燃料電池在可持續(xù)能源發(fā)展方面也具有廣闊的應用前景。此外,尿素廣泛存在于人類和動物尿液以及工業(yè)廢水中,同樣也是水中的... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：103 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１電極反應途徑??目前，已經有相關電催化有機合成反應用于工業(yè)生產

Ｒ性能［７７１。Ｚｈｅｎｑｉａｎ?Ｃａｏ??等制備了?Ｎｉ（ＯＨ）２／ＰＰｙ／ＧＯ復合電極，由于其良好的導屯性以及較大的比表面積，??該電極呈現出較大的ＵＯＲ電流密度，該電極可進一步探索并應用于污水處理和??尿素燃料電池之中［７￣。目前，人們廣泛認為，在鎳基材料中Ｎｉｍ可作為尿素氧化??的活性位點，直接參與反應過程，以以上提到的研宄為例，在反應過程中，Ｎｉｎ??首先被氧化為Ｎｉｍ，之后Ｎｉｍ作為活性位點參與尿素氧化過程中，同時，Ｎｉｍ被??還原成最初的ＮＡ完成整個催化過程［７９１，如圖１．２所示。??Ｃ〇３２＇?＋?Ｎ２?ＣＯ（ＮＨ２）２??爹?１??■??％＇．入?＜！?“：、，??ＧＣＥ??圖１．２１］〇尺反應機理１７８丨??１＿２．３電催化甲醇／乙醇氧化??甲醇／乙醇足一種重要的能量載體，常溫常壓條件下為液態(tài)，具打運輸和存??儲方便、燃燒效率高、潔凈環(huán)保等優(yōu)點。發(fā)展以甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料的??直接「丨１醇燃料電池（ＰＥＭＦＣ），是繼水力、火力、原子能發(fā)電方式之后的“第四種??發(fā)電方式”，也足解決環(huán)境與能源危機的存效途徑之一。逬接甲醇／乙醇燃料電池??（如圈：１．３）具冇能量轉換效率高、操作方便、污染物排放低等優(yōu)點，近年來受??到越來越多的關注。擴展其應用的－個Ｍ要手段就是增強電極材料的Ｉ?Ｌｉ催化性能，??包括其活性和穩(wěn)定性。??評價兩者性能的？要指標是從循環(huán)伏安丨１１１線屮彳丨到的氣化電流仉的火小以??９??

?山東大學碩士學位論文???及起始電位。Ｌｅｉ?Ｑｉａｎ等將ＮｉＣ〇２０４生長在不銹鋼基底上用于電催化Ｈ１醇氧化，??得益于ＮｉＣ〇２０４良好的導電性以及更多的活性位點的暴露，該材料展現出優(yōu)異的??電催化甲醇氧化性能｜８（）｜，ＥｓｔｅｖａｍＶ．?Ｓｐｉｎａｃｄ等采用一種醇還原的方法制備出??ＰｔＲｕ／Ｃ電催化劑，以該催化劑制備的電極具有較大的電化學氧化乙醇電流密度??［８１１??〇??Ｓｄｕｆｋｍ?＋?Ｏｘｙｇ／＾ｉ??Ｊ｜＇?＇Ｊ??哪廣??ｍ?霞?漆：：…??＇一?＼?Ａｎｏｄｅ?Ｎａｔｈｏｄｅ??麵?Ｆｏｗ?ｆｉｅｌｄ?｜ｖ１ｅｍｂｒａｎｅ｜?ｎ〇ｗＦ？ｄｄ??ＣＨ３ＯＨ?＋?Ｈ：０?－＞?Ｃ〇２?－ｒ?６ｃ＊?＋?６Ｈ＾?３／２〇２?＋?６ｅ?＋?６Ｈ?－＞?３Ｈ２Ｏ??圖１．３甲醇燃料電池示意圖??第三節(jié)電催化陽極材料??１．３．１電極材料制備方法??（？）水熱／溶劑熱法??水熱法，是指一種在密封的壓力容器中，以水作為溶劑、粉體經溶解和再結??品過程來制備材料的一種方法。溶劑熱法是在水熱法的基礎上發(fā)展起來的，指密??閉體系如高壓釜內，以苻機物或非水溶媒為溶劑，在一定的溫度和溶液的自生壓??力下，原始混合物進行反應的－？種合成方法。水熱／溶劑熱法在電催化陽極材料??的制備屮應用十分廣泛，無論是粉體材料制備還是直接在導電基底上生長Ｈ標屯??催化材料。??該方法不需要高溫煅燒即可得到丨丨標產物，通過對反應條件的控制，＂Ｊ？得到??不同結晶形態(tài)以及微觀形貌的產物。所得粉體材料粒度往往較小，可達幾十納米。??１０??


本文編號：3410401