發(fā)布時間：2022-02-13 13:07

　　隨著時代的發(fā)展,人類社會也在不斷向更加文明的方向前進,無奈的是現(xiàn)在世界的能源消耗量逐年攀升,使得化石能源頻頻告急,所以開發(fā)綠色可持續(xù)發(fā)展的清潔能源迫在眉睫。在眾多能源系統(tǒng)中,氫（H₂）由于具有高效清潔的特點被認(rèn)為是最有潛力的替代化石燃料的綠色能源。目前,水裂解是大規(guī)模制備氫氣的一種重要方法。電催化水裂解包括析氫反應(yīng)和析氧反應(yīng)。但是,限制電催化水裂解技術(shù)發(fā)展的一個主要因素是陰陽兩極都需要使用貴金屬催化劑,所以開發(fā)廉價的、高性能的非貴金屬析氫或析氧催化劑成為近年來的研究熱點和難點。功能化過渡金屬（Mo,Fe,Ni）材料因其價格低廉且電催化效果良好,有望成為替代Pt和RuO₂基催化劑的材料。本文研究內(nèi)容分為三部分:第一,首先通過一步水熱法制備出三維石墨烯/過渡金屬（FeMo）化合物,然后采用高溫?zé)峤獾姆椒ǖ玫降獡诫sFe/Mo-NC-1000復(fù)合物,該催化劑在酸堿介質(zhì)中均具有優(yōu)異的HER性能;第二,采用簡單的溶劑熱法合成Ni-MOFs,接下來以Ni-MOFs為模板通過水浴加熱合成MOF-聚合物核殼材料,最后在高溫條件下磷化得到具有高比表面積、多孔結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

以大豆和鉬酸銨為原料合成了一種適用于電化學(xué)制氫的固體催化劑[44]

圖 1.3 某些過渡金屬磷化物的晶體結(jié)構(gòu)示意圖[46]。近，TMPs 在各種實驗條件下已經(jīng)被證明是 HER 和 OER 的一類有發(fā)展前景劑。VIA-B 組的各種 TMPs 被證明對 HER 有很強的催化活性，其中包括磷化鈷，它們被認(rèn)為比其它同類材料有更強的活性。Schaak 等人[47]采用市售金e、Co、Ni、Cu 和 NiFe）與各種有機膦試劑的反應(yīng)得到了 TMP 電極，結(jié)果的磷化物都具有良好的 HER 和 OER 催化活性。特別是，Ni2P 電極顯示出最R 活性，在酸堿電解質(zhì)中提供 10 mA cm-2的電流密度所需的過電勢分別為 1 183 mV。了研究磷含量對 HER 在酸性介質(zhì)中的催化活性和耐腐蝕性的影響，Kucern8]比較了電沉積鎳-磷合金（8 at％P）、水熱合成 Ni12P5（29 at％P）和商業(yè) Nat％P）的性能，結(jié)果表明，隨著磷含量的增加，磷化鎳顯示出更高的耐腐蝕R 活性。Dismukes 等人[49]制備了具有豐富 P 的結(jié)晶 Ni5P4，其顯示出與強酸相當(dāng)?shù)母咝阅埽ㄔ?1 M H2SO4中 Tafel 斜率為 33 mV dec-1，100 mA cm-2對應(yīng)為 62 mV）。最近，為了產(chǎn)生更多活性位點，具有新型納米結(jié)構(gòu)的 TMP 的為熱門話題。如圖 1.4A 所示，Tour 等人[50]通過磷蒸氣與陽極氧化的 Co 氧

合成了支化 CoP 納米棒的合成（圖1.4B）。當(dāng)這些新型 CoP 納米棒沉積在 Ti 電極上時，需要 117 mV 的低過電位以在0.5 M H2SO4中產(chǎn)生 20 mAcm-2的電流密度。Huang 等人[52]也制備了 Co2P 納米棒，它被證明是一種新的高效 HER 電催化劑，具有 167 和 171 mV 的過電位，分別在酸性和堿性溶液中提供 20 mA cm-2的電流密度。在他們的其它工作中[53]，如圖 1.4C 所示，在碳纖維紙上生長 FeP 的分級納米線陣列，其對 HER 表現(xiàn)出高催化活性。電流密度為 20 mAcm-2所需的過電勢分別在酸性和堿性溶液中小至 45 和 221 mV


本文編號：3623248