能源需求的不斷增加與化石能源的有限儲(chǔ)量,以及環(huán)境問題的日益加劇,使得可再生清潔能源的開發(fā)備受關(guān)注。相較于風(fēng)能、太陽能和潮汐能的間歇性與局域性而言,可由簡(jiǎn)易電解水反應(yīng)制取的氫氣無疑成為了最具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉�。近年�?為了進(jìn)一步降低電解水制氫的生產(chǎn)成本與歐姆損耗,多種非貴金屬催化劑被相繼合成。過渡金屬磷化物是磷原子進(jìn)入過渡金屬晶格中而形成的一類間充化合物,獨(dú)特的類貴金屬特性使其在理論上具有優(yōu)異的催化性能。本文著重討論了過渡金屬磷化物的可控制備,并利用元素?fù)诫s和復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑對(duì)材料的電子結(jié)構(gòu)和形貌特征進(jìn)行了調(diào)控與優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了高性能催化劑的有效合成,也為進(jìn)一步理解過渡金屬磷化物的催化機(jī)制提供了參考。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.通過兩步法,以Co(CO3)0.5(OH)·0.11H2O為前驅(qū)體成功合成了具有核-殼結(jié)構(gòu)的棒狀Co3S4/CoP復(fù)合納米材料,并在酸性電解質(zhì)中評(píng)估了該材料的催化析氫性能。較二元的Co3S4和CoP而言,Co3S4/CoP復(fù)合納米材料具有更低的起始過電位(34 mV),更小的Tafel斜率(45 mV dec-1)和更大的交換電流密度(150μA cm-2)。證實(shí)Co3S4...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化水分解
        1.2.1 電催化析氫
        1.2.2 電催化析氧
        1.2.3 催化性能表征及測(cè)試方法
    1.3 催化劑活性的改善機(jī)制
        1.3.1 表面優(yōu)化
        1.3.2 非晶化
        1.3.3 高活性晶面暴露
        1.3.4 摻雜
        1.3.5 復(fù)合
    1.4 過渡金屬磷化物概述
    1.5 材料合成方法
    1.6 材料表征方法
    1.7 選題意義及主要工作
    參考文獻(xiàn)
第二章 高效Co₃S₄/CoP復(fù)合電催化劑的合成及其析氫性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 前驅(qū)體的合成
        2.2.3 Co₃S₄/CoP,CoP和Co₃S₄納米材料的制備
        2.2.4 材料表征
        2.2.5 電化學(xué)測(cè)試和工作電極的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 形貌結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 電催化析氫性能分析
        2.3.3 討論
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 CoPS/Al₂O₃納米結(jié)構(gòu)的合成及其作為全解水雙功能催化劑的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 CoAl-LDH-n,CoPS/Al₂O₃-n,CoP/Al₂O₃-3和CoS₂/Al₂O₃的制備
        3.2.3 Co(OH)₂和CoPS納米結(jié)構(gòu)的制備
        3.2.4 材料表征
        3.2.5 電化學(xué)測(cè)試和工作電極的制備
        3.2.6 計(jì)算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 形貌結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 電催化析氫、析氧性能分析
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 Mo摻雜Ni₂P:一種可用于全解水的高效雙功能電催化劑
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 電沉積制備Ni/NF和Mo-Ni/NF
        4.2.3 次磷酸鹽熱分解法合成Ni₂P/NF和Mo-Ni₂P/NF
        4.2.4 材料表征
        4.2.5 電化學(xué)測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 電催化析氧、析氫性能分析
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 結(jié)論和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
攻讀博士期間的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3739908