目前,由于工業(yè)生產(chǎn)中大量化石燃料的燃燒引起的全球能源問題和環(huán)境污染問題越發(fā)嚴(yán)重,因此人們迫切尋找綠色可再生的新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料等不可再生能源。氫能因其綠色環(huán)保和燃燒值高等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最有潛能的新能源。在氫氣的眾多制備方法中,電解水制氫因其原料豐富、產(chǎn)率高、清潔無(wú)污染等特點(diǎn)備受關(guān)注。其中Pt基金屬的催化活性最優(yōu),但其昂貴成本和較低穩(wěn)定性限制了Pt基催化劑的廣泛應(yīng)用。因此,研究開發(fā)其他高活性、穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)可行的析氫催化劑十分關(guān)鍵。本文將金屬鎳與改性的氮化碳通過電沉積技術(shù)制備鎳基復(fù)合電極,并分析了其微觀形貌和組織結(jié)構(gòu),探究其電催化析氫性能,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.通過高溫?zé)峤庵苽銪摻雜g-C₃N₄,并對(duì)其進(jìn)行機(jī)械球磨得到納米尺寸的B-C₃N₄納米顆粒（B-C₃N₄-M）,然后以泡沫鎳為基底,將其作為復(fù)合相與鎳共沉積制備Ni/B-C₃N₄-M/NF復(fù)合電極,并探究了電催化析氫性能。研究結(jié)果表明,相對(duì)于g-C_3<... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

g-C3N4、B-C3N4、B-C3N4-M樣品的XRD圖譜

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-20-圖中可以看到g-C3N4樣品有兩個(gè)特征峰，分別位于12.88°和27.32°，分別對(duì)應(yīng)于(100)和(002)晶面，分別由共軛芳香結(jié)構(gòu)的面內(nèi)振動(dòng)和層間堆疊的反射產(chǎn)生的[64,65]。在摻入B原子以后，B-C3N4和B-C3N4-M樣品的衍射峰的強(qiáng)度明顯減弱但并未出現(xiàn)其他衍射峰，表明B摻雜后并沒有改變樣品的晶體結(jié)構(gòu)。對(duì)于B-C3N4樣品在12.37°和26.38°的位置有兩個(gè)特征衍射峰，兩個(gè)特征峰的位置相對(duì)于g-C3N4樣品特征峰的位置均向低角度方向發(fā)生了偏移，分析其可能由于B原子的摻雜改變了晶面間距所致。與B-C3N4樣品相比，B-C3N4-M樣品(002)晶面的衍射峰變寬且強(qiáng)度變?nèi)�，分析其原因可能由于球磨過程中使樣品的尺寸減小所導(dǎo)致的。圖3-1g-C3N4、B-C3N4、B-C3N4-M樣品的XRD圖譜3.3.2SEM和EDS分析圖3-2(a)B-C3N4和(b)B-C3N4-M樣品的SEM圖像；(c-f)B-C3N4-M樣品的各元素EDS圖譜

第3章Ni/B-C3N4/NF復(fù)合電極的制備及電化學(xué)性能研究-21-通過掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)摻雜后的B-C3N4和B-C3N4-M樣品的微觀形貌進(jìn)行分析。如圖3-2(a)所示，B摻雜后的樣品B-C3N4為塊狀結(jié)構(gòu)，與g-C3N4樣品的形貌一致，說(shuō)明B元素的摻雜并沒有改變其原有形貌，其尺寸大約在5-30μm；圖3-2(b)為B-C3N4-M樣品的掃描圖，可以看出經(jīng)過機(jī)械球磨得到的B-C3N4-M樣品顆粒尺寸較B-C3N4樣品明顯細(xì)化，其尺寸大約在0.2-3μm，說(shuō)明通過機(jī)械球磨能夠達(dá)到細(xì)化樣品顆粒的目的，從而增大樣品的比表面積。通過EDS圖像可證明B-C3N4-M樣品中的元素分布和存在，如圖3-2(c-f)所示，可以看出B-C3N4-M樣品中包含B、C、N三種元素，且各元素分布均勻，該結(jié)果說(shuō)明成功的將B元素?fù)诫s到g-C3N4中，該結(jié)果與XRD分析結(jié)果一致。3.3.3XPS分析圖3-3B-C3N4-M樣品的XPS圖譜：(a)總譜；(b)C1s；(c)N1s；(d)B1s為了進(jìn)一步對(duì)樣品的表面元素組成和化學(xué)狀態(tài)進(jìn)行研究，對(duì)B-C3N4-M樣品進(jìn)行了X射線光電子能譜(XPS)分析，如圖3-3所示。圖3-3(a)為B-C3N4-M樣品的XPS測(cè)量總譜圖，從圖中明確看到樣品僅含C、N、B和O四種元素，其中氧來(lái)自于空氣中水的吸附，檢測(cè)結(jié)果與EDS分析結(jié)果相一致，說(shuō)明B元素?fù)诫s成功，且檢測(cè)結(jié)果顯示B-C3N4-M樣品中B原子含量為0.88%。圖3-3(b)為C1s的光譜圖，圖中顯示有三個(gè)特征峰分別在284.5eV、285.3eV和288.1eV處，分別對(duì)應(yīng)于C-C、C-N

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本文編號(hào)：3466803