本文關(guān)鍵詞：碳紙負(fù)載的鎳或鎳鐵氧化物電催化水氧化研究

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【摘要】：隨著人類對能源的需求不斷增大,化石能源逐年消耗和環(huán)境污染日益嚴(yán)重。尋求新型能源成了不可阻擋的趨勢,人類認(rèn)識到氫能是目前比較理想的綠色能源,水分解制氫被認(rèn)為是最有前途的一種途徑,其中,通過電解水制氫實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換的過程是人們研究的重點之一。在這類制氫過程中,電催化水氧化半反應(yīng)是水分解整個過程中的制約步驟。面對于這個問題,本文針對設(shè)計高效的電催化水氧化體系,做了如下兩部分工作。首先,以廉價的金屬無機(jī)鹽(Ni(NO3)2)為前驅(qū)體,聚乙烯吡咯烷酮為粘合劑,通過簡易的浸漬煅燒方法獲得負(fù)載在高導(dǎo)電性碳紙上的高活性鎳氧化物電極(NiOx/CP)。通過相關(guān)的形貌和電化學(xué)測試分析,證明該催化劑為無定型結(jié)構(gòu),Ni為0價、+2價和+3價；在0.1MKOH堿性溶液中,偏壓1.557 V vs. RHE (0.6 V vs. Ag/AgCl),電解1h以上,NiOx/CP的電催化水氧化電流始終穩(wěn)定在8.56 mA/cm2左右,表現(xiàn)出了較高的活性和穩(wěn)定性。再次,通過上述的制備方法,制備出了不同比例(Ni/Fe摩爾比)的鎳鐵混合氧化物電極(FexNi1-xOy/CP),通過相關(guān)的形貌和電化學(xué)測試分析,證明該催化劑為無定型結(jié)構(gòu),Ni為0價、+2價和+3價,Fe為+3價；通過對比實驗發(fā)現(xiàn)不同Ni/Fe摩爾比的FexNi1-xOy/CP電極催化活性大小的規(guī)律為(Ni/Fe摩爾比)：15：121：19：127：13：1NiOx/CPFe2O3/CP;在0.1M KOH電解質(zhì)中,偏壓1.557 V (vs. RHE),電解15 h,FexNi1-xOy/CP(Ni/Fe=15:1)的穩(wěn)定電流仍保持在31.5 mA/cm2,說明Fe含量約為6.25mol%的FexNi1-xOy/CP電極(即Ni/Fe=15:1)具有優(yōu)異的電催化活性和穩(wěn)定性；FexNi1-xOy/CP電極(即Ni/Fe=15:1)電催化水氧化的法拉第效率高達(dá)98%。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊春虹;常文瑞;;基于光合作用的生物能源——從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用[J];生物物理學(xué)報;2011年12期

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本文編號：1257954