發(fā)布時間：2017-08-29 05:19

  本文關(guān)鍵詞：新型催化劑的合成及其催化電解水性能的研究

  更多相關(guān)文章： 氫能源 電解水 過渡金屬氧化物 氧析出 氫析出

【摘要】：不斷增長的能源需求、日益嚴重的環(huán)境問題及其化學燃料的過度使用和殆盡刺激全世界去尋找清潔和可持續(xù)發(fā)展的新能源,因此,氫能源—被認為是二十一世紀最理想、最清潔的能源—進入了科學家們的眼球,成為現(xiàn)階段研究和探索的熱點,利用電解水技術(shù)產(chǎn)生氫能源也成為了世人關(guān)注的焦點之一。本論文以催化活性高、過電位低、穩(wěn)定性優(yōu)良的過渡金屬氧化物、氫氧化物作為催化劑為主題,采用簡單的合成方法制備Co Fe-LDH、Co3O4@Ni、Ni Mo O4@Ni電解水催化劑。通過XRD、SEM、HRTEM、XPS、氮氣吸脫附測試等方法,對材料的形貌、結(jié)構(gòu)特征進行了詳細的分析。同時,通過線性掃描伏安法、計時電流法、阻抗測試等對材料的電解水性能進行了研究,具體研究包括以下幾個方面:1.用低溫回流法制備了介孔片狀的Co Fe-LDH納米材料,通過對該材料的結(jié)構(gòu)和性能進行表征,結(jié)果表明Co Fe-LDH催化劑有較好的氧析出催化性能和優(yōu)異的穩(wěn)定性;同時,合成了一系列不同金屬離子比例(Co:Fe)的催化劑,研究其催化性能,結(jié)果表明,當Co:Fe=4:1時,氧析出催化性能最佳。2.采用簡單的水熱合成法,將Co3O4直接生長在Ni foam上,命名為Co3O4@Ni;通過SEM表征,清楚地看到具有海膽狀的球形納米材料均勻的生長在Ni foam上,同時對其進行電化學性能測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Co3O4@Ni催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的氧析出和氫析出性能。與Co3O4納米顆粒相比,Co3O4@Ni的優(yōu)異的性能可能歸功于優(yōu)異導電性的基底、獨特的形貌和介孔的結(jié)構(gòu)。3.通過水熱合成的方法制備了多種的Ni Mo O4@Ni納米材料。利用不同的溶劑對其形貌進行控制,獲得了具有球形、片狀、納米棒狀的Ni Mo O4。電化學結(jié)果表明,球形Ni Mo O4催化劑具有突出的催化電解水的性能,同時,與已報道的催化劑相比,該催化劑表現(xiàn)出更低的起始電位和更好的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：氫能源 電解水 過渡金屬氧化物 氧析出 氫析出
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-27
• 1.1 引言8-9
• 1.2 電解水的原理9-10
• 1.3 催化劑材料的研究現(xiàn)狀10-18
• 1.3.1 氧析出催化劑10-13
• 1.3.1.1 貴金屬催化劑11-12
• 1.3.1.2 非貴金屬催化劑12-13
• 1.3.2 氫析出催化劑13-18
• 1.3.2.1 貴金屬催化劑14-15
• 1.3.2.2 非貴金屬催化劑15-18
• 1.4 本文的研究目的和意義18-20
• 參考文獻20-27
• 第二章 實驗試劑、儀器及表征方法27-32
• 2.1 實驗藥品和儀器設備27-29
• 2.1.1 主要實驗藥品27-28
• 2.1.2 主要儀器設備28-29
• 2.2 材料結(jié)構(gòu)分析和表征方法29-30
• 2.2.1 X射線粉末衍射儀29
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡29
• 2.2.3 比表面分析儀29-30
• 2.2.4 X射線光電子能譜30
• 2.2.5 紅外光譜30
• 2.3 材料的電化學性能測試30-32
• 2.3.1 循環(huán)伏安測試30-31
• 2.3.2 線性掃描伏安法31
• 2.3.3 計時電流法31
• 2.3.4 交流阻抗法31-32
• 第三章 二維的Co Fe水滑石的的制備及其氧析出性能32-41
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實驗部分33
• 3.3 結(jié)果與討論33-37
• 3.3.1 水滑石的XRD和FI-IR分析33-34
• 3.3.2 水滑石的的BET比表面分析34-35
• 3.3.3 水滑石的SEM和TEM分析35
• 3.3.4 水滑石的電化學分析35-37
• 3.4 結(jié)論37-38
• 參考文獻38-41
• 第四章 三維的Co_3O_4的制備及其催化電解水性能研究41-56
• 4.1 前言41-42
• 4.2 實驗部分42
• 4.3 結(jié)果與討論42-50
• 4.3.1 Co_3O_4的XRD、BET、FI-IR分析42-43
• 4.3.2 Co_3O_4的XPS分析43-44
• 4.3.3 Co_3O_4的SEM和TEM分析44-45
• 4.3.4 Co_3O_4的電化學性能分析45-50
• 4.4 結(jié)論50-51
• 參考文獻51-56
• 第五章 可控合成多孔NiMoO_4納米陣列作為高效氫析出和氧析出催化劑56-70
• 5.1 引言56-57
• 5.2 實驗部分57
• 5.3 結(jié)果與討論57-65
• 5.3.1 NiMoO_4的XRD、FI-IR、比表面分析57-59
• 5.3.2 NiMoO_4的SEM和TEM分析59-61
• 5.3.3 NiMoO_4的XPS分析61-62
• 5.3.4 氫析出反應62-63
• 5.3.5 氧析出反應63-64
• 5.3.6 活性位的測試64-65
• 5.4 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-70
• 結(jié)論與展望70-71
• 攻讀碩士期間取得的科研成果71-72
• 致謝72

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