氫能是一種清潔能源,水的裂解是一種大量生產(chǎn)高純度氫氣的重要方法。而電解水需要貴金屬催化劑降低較高的過電位產(chǎn)生的額外能耗,但是由于貴金屬催化劑的儲量低成本高,限制了其應(yīng)用,因此研發(fā)高效、廉價、穩(wěn)定性好的非貴金屬催化劑意義重大。本論文分別構(gòu)建并制備了鈷、錳氧化物/碳納米管復(fù)合材料,探索了其在析氧催化劑與超級電容器中的應(yīng)用,探討了各種因素對其性能的影響及機(jī)理。本論文首先采用冷凝回流法制備了氧化鈷/碳納米管復(fù)合材料,進(jìn)行了氧化鈷/碳納米管復(fù)合材料作為電解水析氧催化劑的研究,提出了不同前驅(qū)體對氧化鈷/碳納米管復(fù)合材料析氧催化反應(yīng)的影響機(jī)理。研究表明,以CoO/MWCNTs、Co₉S₈/MWCNTs、CoSe/MWCNTs作為前驅(qū)體制備了氧化鈷/碳納米管復(fù)合材料,且其具有良好的析氧催化活性和穩(wěn)定性,析氧催化反應(yīng)中的活性物質(zhì)均為氧化鈷。利用碳納米管負(fù)載羥基乙酸鈷作為前驅(qū)體,分別制備了不同鈷含量的碳納米管負(fù)載ZIF-67復(fù)合材料,將其煅燒后進(jìn)行析氧催化實驗,探討了相關(guān)機(jī)理。研究表明,通過對比不同鈷含量的ZIF-67/碳納米管復(fù)合材料的析氧催化性能,發(fā)現(xiàn)通過增... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 析氧催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀及前景
    1.3 析氧反應(yīng)的原理概述
    1.4 析氧催化劑的應(yīng)用
        1.4.1 金屬-空氣電池
        1.4.2 燃料電池
    1.5 析氧催化劑結(jié)構(gòu)的設(shè)計及其優(yōu)勢
    1.6 超級電容器概述
    1.7 超級電容器的分類與工作原理
        1.7.1 雙電層電容器
        1.7.2 法拉第準(zhǔn)電容器
    1.8 超級電容器材料的研究現(xiàn)狀
        1.8.1 碳電極材料
        1.8.2 金屬氧化物電極材料
        1.8.3 導(dǎo)電聚合物電極材料
    1.9 論文研究目的及內(nèi)容
        1.9.1 研究目的
        1.9.2 研究內(nèi)容
    1.10 完成的主要工作量
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗方法
        2.2.1 碳納米管負(fù)載鈷、錳氧化物的制備方法
        2.2.2 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物電極的制備方法
        2.2.3 碳納米管負(fù)載氧化錳電極的制備方法
        2.2.4 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物電極的電化學(xué)性能測試方法
        2.2.5 碳納米管負(fù)載氧化錳電極的電化學(xué)性能測試方法
    2.3 表征方法
第3章 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的制備及表征
    3.1 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的XRD分析
    3.2 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的TEM分析
    3.3 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的EDS分析
    3.4 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的XPS分析
    3.5 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的TGA分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的電催化性能及機(jī)理研究
    4.1 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的電催化性能
    4.2 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物的電催化機(jī)理研究
        4.2.1 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物XPS分析
        4.2.2 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物EDS分析
        4.2.3 碳納米管負(fù)載鈷的氧族化合物BET分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 碳納米管負(fù)載ZIF-67的電催化性能及機(jī)理研究
    5.1 碳納米管負(fù)載ZIF-67的XRD分析
    5.2 碳納米管負(fù)載ZIF-67的TEM分析
    5.3 碳納米管負(fù)載ZIF-67的EDS分析
    5.4 碳納米管負(fù)載ZIF-67的XPS分析
    5.5 碳納米管負(fù)載ZIF-67的電催化性能
    5.6 碳納米管負(fù)載ZIF-67的電催化機(jī)理研究
    5.7 本章小結(jié)
第6章 碳納米管負(fù)載氧化錳的制備及其電化學(xué)性能研究
    6.1 碳納米管負(fù)載MnO的制備及其電化學(xué)性能
        6.1.1 碳納米管負(fù)載MnO的XRD分析
        6.1.2 碳納米管負(fù)載MnO的TEM分析
        6.1.3 碳納米管負(fù)載MnO的電化學(xué)性能
    6.2 碳納米管負(fù)載Mn3O4的制備及其電化學(xué)性能
        6.2.1 碳納米管負(fù)載Mn3O4的XRD分析
        6.2.2 碳納米管負(fù)載Mn3O4的TEM分析
        6.2.3 碳納米管負(fù)載Mn3O4的電化學(xué)性能
    6.3 碳納米管負(fù)載MnO2的制備及其電化學(xué)性能
        6.3.1 碳納米管負(fù)載MnO2的XRD分析
        6.3.2 碳納米管負(fù)載MnO2的TEM分析
        6.3.3 碳納米管負(fù)載MnO2的電化學(xué)性能
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
    7.1 主要成果
    7.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 存在問題及建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3681422