隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,整個(gè)社會對能源的需求也在逐步增加。傳統(tǒng)化石燃料的儲量不足,且其大量使用會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,因此,社會的可持續(xù)發(fā)展急需合適的清潔、可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料。氫氣作為一種零碳排放的清潔能源,在取代傳統(tǒng)化石類能源的方向有著很好的發(fā)展前景。電化學(xué)催化析氫反應(yīng)（HER）是一種綠色的制氫方法,但高效的電化學(xué)方法生產(chǎn)氫氣依賴性能優(yōu)異的析氫反應(yīng)催化劑。因此,制備高效、廉價(jià)、穩(wěn)定性好的電催化劑是當(dāng)前亟待解決的問題。過渡金屬磷化物（TMPs）因其具有優(yōu)異的電化學(xué)催化活性被廣泛報(bào)道,深入研究這類納米材料在這一領(lǐng)域的應(yīng)用既是基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要內(nèi)容,也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)上述研究背景,本論文主要探究了過渡金屬（Mo,Re）磷化物的合成及其電化學(xué)催化析氫反應(yīng)性能。我們以腺嘌呤和三氧化鉬為前驅(qū)體,經(jīng)過磷化反應(yīng)合成了一維氮摻雜的磷化鉬（N-MoP）納米棒催化劑,并系統(tǒng)研究了磷化鉬納米催化劑電化學(xué)催化HER的活性與機(jī)制。為進(jìn)一步揭示磷化對過渡金屬電化學(xué)催化性能的影響,我們合成了具有不同磷化程度的磷化錸（Re2P、Re3P4）納米催化劑,并探究了其電化學(xué)催化HER的性能。本論文的具體研... 

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

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２電解水示意圖［１＼??Ｆｉｇ．?１－２?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｗａｔｅｒ?ｄｉａｇｒａｍ＾１２］．??

??１０?ｍＡ?ｃｍ－２處的過電位。ＥＩＳ的測試頻率范圍為１０５－０．０１?Ｈｚ。??（７）電化學(xué)穩(wěn)定性??穩(wěn)定性是電化學(xué)催化析氫反應(yīng)催化劑的重要評估指標(biāo)。常見的測試方法為計(jì)??時(shí)電流法測試，通過繪制電流－時(shí)間曲線來表征催化劑材料的穩(wěn)定性。計(jì)時(shí)電流??法的測試方法為在固定的電壓下（一般為催化劑材料的析氫電壓，即極化曲線中??１０?ｍＡｃｍ－２處的過電位）測試較長時(shí)間，一般以１２小時(shí)為基準(zhǔn)。??１．３過渡金屬基析氫反應(yīng)催化劑??電化學(xué)催化劑材料的ＨＥＲ的活性主要由其電子結(jié)構(gòu)決定。如圖１－３所示，??基于密度泛函理論計(jì)算的交換電流密度ｊｏ和氫原子吉布斯吸附自由能的關(guān)系圖??可以用來對不同金屬的活性進(jìn)行對比，其中，金屬鉑位于火山圖的頂端，具有非??常高的交換電流密度和接近零的吉布斯吸附自由能［２３］。??ｍ，，?■?ｖ?，?ｖ?’ｆ?ｕ?Ｋ?ｖ?Ｔ?ｗ?Ｙ?’?．．．?ｉ．．?＊?Ｖ?９?＇??１０＊２，?Ｐｔ?１??：??ｈ?ｅ?ＭｏＳ２??＞?１０?＇?Ｎ，Ｑ?Ａ?Ｃｕ?１??Ｓ?？?ｗｗ?００?°?Ａｕ〇??、０?１０?］?〇?Ａｕ（１１１２?１??１〇－＇?Ｎｂ�！�°〇?６?１??１０＇?°°?１??－０．８?－０．６?－０．４?－０．２?０．０?０．２?０．４?０．６?０．８??（ｅＶ）??圖１－３基于密度泛函計(jì)算的交換電流密度ｊ０和氫原子吉布斯吸附自由能的關(guān)系圖［２３］。??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｊ〇?ａｎｄ?ｇｉｂｂｓ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｆｒｅｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇ

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??以在大約５０?ｍＶ處觀察到析氫反應(yīng)的開始。金屬Ｍｏ的Ｔａｆｅｌ斜率為９２?ｍＶ?ｄｅｃ－１??（圖１－４?ｄ），磷化后，該圖顯示的Ｍ０３Ｐ和ＭｏＰ的斜率分別為１４７?ｍＶ?ｄｅｃ－１和??５４?ｍＶ?ｄｅｃ－１，說明合成的ＭｏＰ可以作為高效的ＨＥＲ催化劑。??ｆ?．?Ｇｌａｓｓｙ?ｃａｒｂｏｎ?／?ｊ?§?如．＇Ｈ４＾？ｌＶｔｉｅｃ??ｃ?——Ｍｏ?ｔｉｎ?、＼?一一??１?—ＭＯＰ?ｊ?Ｉ?Ｍ?＿Ｍ〇ｐ??§．３０．ｂｒＰｔ／ｃ??，／?，?／．．．．．．．．．．．?＿．＿，＿??＊０．５?４ｔＡ?＊０．３?＊０．ｔ?０．０?－１，０?＞０．５?０．０?０．￥?，?１，０?１Ｊ??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｖ，９．?ＲＨＥ?Ｖ?Ｌｏｇ?ｌ／｛ｍＡ?ｃｍＩＩ??圖１－４?ＭｏＰ的形貌圖：（ａ）?ＦＥ－ＳＥＭ圖像，（ｂ）?ＴＥＭ圖；在０．５?Ｍ?Ｈ２Ｓ０４中的（ｃ）極化??曲線圖，（ｄ）?Ｔａｆｅｌ斜率圖［２８］。??Ｆｉｇ．?１－４?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ＭｏＰ：?（ａ）?ＦＥ－ＳＥＭ?ａｎｄ?（ｂ）?ＴＥＭ?ｇｒａｐｈ，?（ｃ）?Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?Ｍｏ，??Ｍ０３Ｐ?ａｎｄ?ＭｏＰ?ａｎｄ?（ｄ）?Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?Ｔａｆｅｌ?ｐｌｏｔｓ?ｉｎ?０．５?Ｍ?Ｈ２Ｓ〇４［２８］．??迄今為止，已經(jīng)出現(xiàn)了許多方法可以對ＭｏＰ的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，例如利用雜??原子摻雜等，但是塊狀ＭｏＰ的ＨＥＲ活性仍然不足以進(jìn)行工業(yè)周轉(zhuǎn)［２８，３Ｇ＿３３］。眾所??周知，制備納米結(jié)構(gòu)催化劑可以使其特定晶面和晶面邊界更多的暴露出來，進(jìn)而??使其性能優(yōu)于塊狀催化劑。目前人


本文編號：3507649