伴隨著人類社會(huì)的進(jìn)步,能源問題和環(huán)境問題正在逐漸成為制約人類科技進(jìn)步的主要障礙,所以如何獲得可持續(xù)發(fā)展的清潔能源是需要我們迫切解決的問題。氫能作為一種新興的清潔能源,是未來替代傳統(tǒng)化石能源的優(yōu)秀能源之一,然而目前的主要障礙是氫氣的制備成本過高,非貴金屬催化劑是解決成本問題,發(fā)展水分解制氫的關(guān)鍵,從而達(dá)到解決能源危機(jī)的目的。在本次研究中,我們發(fā)明了一種兩步法,成功得在碳布上生長出了具有納米針陣列結(jié)構(gòu)的方鈷礦型磷化鈷(CoP3),并且通過鐵元素的摻雜,成功調(diào)控了催化劑的電子結(jié)構(gòu),增加了催化劑表面的活性位點(diǎn),從而使Co1-xFexP3納米針陣列電催化劑具有了優(yōu)良的析氫和析氧的能力。在制備的一系列Co1-xFexP3納米針陣列樣品中,Co0.7Fe0.3P3/CC納米針陣列樣品表現(xiàn)出了最佳的析氫能力,在堿性環(huán)境中,在電流密度為10 mA/cm2,其析氫過電位(η10)為167 mV vs.RHE,其塔菲爾斜率為65.1 mV dec-1。同時(shí),在電流密度為50 mA/cm2,其析氧過電位(η50)為330 mV vs.RHE。這一結(jié)果證明,簡(jiǎn)單的非貴金屬元素?fù)诫s是提高堿性介質(zhì)中方鈷礦型電催化劑...

【文章頁數(shù)】：48 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 水電解原理簡(jiǎn)介
    1.3 水電解催化劑概述
        1.3.1 非金屬催化劑
        1.3.2 貴金屬催化劑
        1.3.3 非貴金屬催化劑
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 基本耗材
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 樣品制備及表征方法
        2.2.1 樣品制備方法
        2.2.2 表征方法簡(jiǎn)介
    2.3 電化學(xué)測(cè)試方法
        2.3.1 線性掃描伏安測(cè)試
        2.3.2 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.3.3 電化學(xué)阻抗譜曲線測(cè)試
        2.3.4 計(jì)時(shí)電流測(cè)試
    2.4 本章小結(jié)
3 Co_1-xFexP₃納米針的制備及表征
    3.1 Co_1-xFexP₃樣品的制備
        3.1.1 Co_1-xFex(OH)F/CC納米針前驅(qū)體的制備
        3.1.2 Co_1-xFexP₃/CC納米針的制備
        3.1.3 20%Pt/C電極的制備
    3.2 Co_1-xFexP₃樣品的表征
        3.2.1 X射線衍射分析
        3.2.2 拉曼分析
        3.2.3 掃描電子顯微鏡觀測(cè)
        3.2.4 透射電子顯微鏡觀測(cè)
        3.2.5 X射線光電子能譜分析
    3.3 本章小結(jié)
4 Co_1-xFe_xP₃電催化性能測(cè)試及分析
    4.1 Co_1-xFe_xP₃納米針析氫測(cè)試及分析
        4.1.1 線性掃描伏安曲線
        4.1.2 塔菲爾(Tafel)曲線分析
        4.1.3 電化學(xué)阻抗譜
        4.1.4 循環(huán)伏安曲線測(cè)試
    4.2 Co_1-xFe_xP₃納米針析氧測(cè)試及分析
        4.2.1 線性掃描伏安曲線
        4.2.2 Tafel曲線分析
        4.2.3 電化學(xué)阻抗譜
    4.3 Co_1-xFe_xP₃納米針在堿性溶液中的穩(wěn)定性測(cè)試及分析
        4.3.1 析氫穩(wěn)定性
        4.3.2 析氧穩(wěn)定性
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3845720