目前,人類長期過度使用化石燃料帶來了一系列的環(huán)境問題。人類迫切需要一種清潔、可持續(xù)和能量密度高的能源作為能量轉(zhuǎn)換和儲存的載體。氫能因其高效、無碳排放、低密度等優(yōu)點受到人們的關(guān)注。電解水是一種污染較少的生產(chǎn)氫氣的方法。然而,電極反應(yīng)的高能壘限制了其在工業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用,需靠良好的催化劑提升反應(yīng)效率。貴金屬如鉑、鈀、釕及其氧化物(如氧化銠、氧化銥等)是目前用于析氫反應(yīng)(HER)及產(chǎn)氧反應(yīng)(OER)的良好的商業(yè)催化劑。然而,貴金屬因其價格昂貴、陸地稀缺及電解過程部分溶解等特點無法大規(guī)模應(yīng)用。因此,有必要開發(fā)廉價、高效且穩(wěn)定的催化劑作為貴金屬催化劑的取代物。金屬有機框架(MOFs)是一類多孔晶體材料,擁有多樣的金屬節(jié)點,且節(jié)點以不同的配體橋梁連接。同時,作為電極,泡沫鎳作為基底能為電解水反應(yīng)提供導電通路和減少氣泡對電極的影響。因此,原位生長MOFs材料的泡沫鎳作電極,因其操作方便、高效、廉價及廣泛的應(yīng)用前景受到研究者極大的關(guān)注�；谝陨蟽�(yōu)點,本論文通過水熱法合成了原位生長于泡沫鎳上的Mn_xFe_yNi-MOF-74材料、Fe_xM<...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氫氣制備方法
        1.2.1 化石燃料制備氫氣
        1.2.2 熱化學制備氫氣
        1.2.3 光催化制備氫氣
        1.2.4 生物化學制備氫氣
        1.2.5 電催化分解水制備氫氣
    1.3 電化學分解水簡述
        1.3.1 析氫反應(yīng)(HER)
        1.3.2 產(chǎn)氧反應(yīng)(OER)
        1.3.3 電催化分解水催化劑性能評價參數(shù)
        1.3.4 電催化分解水催化劑
    1.4 金屬有機框架(Metal organic framework,MOFs)
        1.4.1 金屬有機框架的介紹
        1.4.2 金屬有機框架在產(chǎn)氧反應(yīng)的應(yīng)用
        1.4.3 金屬有機框架在析氫反應(yīng)的應(yīng)用
    1.5 選題目的、意義和思路
        1.5.1 選題目的
        1.5.2 選題意義
        1.5.3 研究思路
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑劑儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 電極制備
    2.3 樣品表征
        2.3.1 催化劑物理性質(zhì)表征
        2.3.2 電化學測試
第三章 Mn_xFe_yNi-MOF-74 制備及電解水催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料制備
    3.3 實驗結(jié)果及討論
        3.3.1 Mn_xFe_yNi-MOF-74 的物理性質(zhì)表征
        3.3.2 Mn_xFe_yNi-MOF-74 電催化分解水性能測試
        3.3.3 Mn0.52Fe0.71Ni-MOF-74 的電催化機理探究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Fe_xNi_y-BTC制備及電解水催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料制備
    4.3 實驗結(jié)果及討論
        4.3.1 Fe_xM_y-BTC晶體結(jié)構(gòu)和化學鍵
        4.3.2 Fe_xM_y-BTC的形貌表征
        4.3.3 Fe_xM_y-BTC的電解水催化性能測試
        4.3.4 Fe_xM_y-BTC電催化機理探究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 不同F(xiàn)e(Ⅲ):Fe(Ⅱ)比的MIL-88B的制備及在OER催化的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 材料制備
    5.3 實驗結(jié)果和討論
        5.3.1 不同F(xiàn)e(Ⅲ):Fe(Ⅱ)比的MIL-88B的物理性質(zhì)
        5.3.2 不同F(xiàn)e(Ⅲ):Fe(Ⅱ)比的MIL-88B的OER催化性能測試
        5.3.3 MIL-88B的OER催化機理研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3813835