發(fā)布時(shí)間：2023-10-03 20:28

　　現(xiàn)今,化石燃料的大量使用造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,以水為原料—電解水產(chǎn)氫氣、氧氣,以水為產(chǎn)物—?dú)淙剂想姵貧錃�、氧氣反�?yīng)生成水的閉環(huán)“氫經(jīng)濟(jì)”模式可以實(shí)現(xiàn)能源的清潔利用。目前鉑族金屬仍是此模式中最具析氫和氧氣還原活性的催化劑,但稀缺性和高成本制約了其大規(guī)模生產(chǎn)和利用。因此,設(shè)計(jì)高效的非貴金屬催化劑尤為重要。本論文以價(jià)廉易得的鐵基納米材料為核心,采用材料形貌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組分調(diào)控策略,旨在提高催化劑的電催化還原反應(yīng)活性。取得的創(chuàng)新性結(jié)果包括:1.通過溶劑熱-焙燒結(jié)合的方法制備了空心結(jié)構(gòu)的Fe₃O₄-Fe₃C-FeP/XC-72(Fe-C-P)復(fù)合材料作為析氫反應(yīng)催化劑。Fe-C-P獨(dú)特的空心結(jié)構(gòu)不僅能增大材料的比表面積,使催化劑能暴露出更多的活性位點(diǎn)參與反應(yīng),還能增強(qiáng)電催化過程中的傳質(zhì),從而提升材料催化活性。在1.0 M KOH中,Fe-C-P的析氫過電勢為180 mV@10mA cm^-2;電流密度達(dá)到1000 mA cm^-2也只需要470 mV的過電勢。在1.0 M HClO_4...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 析氫反應(yīng)概述
        1.2.1 析氫反應(yīng)基本概念及原理
        1.2.2 析氫反應(yīng)催化材料研究進(jìn)展
    1.3 氧還原反應(yīng)概述
        1.3.1 氧還原反應(yīng)基本概念及原理
        1.3.2 氧還原反應(yīng)催化材料研究進(jìn)展
    1.4 本文的選題依據(jù)與主要研究內(nèi)容
        1.4.1 選題依據(jù)
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 空心鐵基催化劑的制備及其析氫性能探究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 主要試劑及設(shè)備
        2.2.2 材料制備
        2.2.3 電化學(xué)性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 催化劑物理化學(xué)表征
        2.3.2 催化劑析氫性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氮摻雜介孔碳負(fù)載鐵基金屬材料的制備及其電催化氧還原應(yīng)用
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 主要試劑及設(shè)備
        3.2.2 材料制備
        3.2.3 電化學(xué)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 物理化學(xué)表征
        3.3.2 電化學(xué)性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 單分散鐵修飾的氮摻雜多級介孔碳的制備及其氧還原性能探究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 主要試劑及設(shè)備
        4.2.2 催化劑制備
        4.2.3 電化學(xué)測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 meso-Fe-N-C的物理化學(xué)表征
        4.3.2 meso-Fe-N-C氧還原性能測試及部分形貌表征
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的研究成果



本文編號：3850587