隨著工業(yè)化革命以來,化石能源的采集及利用已無法跟上科技的進步、社會的發(fā)展。在當今社會,立足之本即為能源,而其亦是遏制科技革新的重難點之一。為了緩解能源危機及環(huán)境污染等問題,提高能源利用效率,尋找清潔、可持續(xù)發(fā)展的替代能源已成為當今科研工作者的首要工作之一。氣體析出反應作為電化學工業(yè)的基礎之一,故而對其的細致研究就顯得尤為重要。納米陣列電極不僅可以展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能,更因其超疏氣的結構特性,有利于改善析氣反應中的傳質行為,故已成為析氣反應催化劑的研究熱點。目前雖然科學家成功實現(xiàn)電催化劑本征性能的大幅度提高,但對電極表面結構和浸潤性對氣泡生長行為影響的研究相當有限,缺少精準的動力學模型。本論文通過構筑一系列形貌差異的納米結構電極及浸潤性差異的電極,研究氣泡在結構化電極表面的生長行為及對應的電化學性能,構建并分析了氣泡生長的動力學模型和原因,進一步理解浸潤性對氣泡生長的影響以及納米陣列電極優(yōu)于其他電極的本質。據(jù)此,進行結構化設計以獲得更加高效率的電極,提高氣體析出的電催化反應的能量利用率。本論文的具體研究內容概述如下。調整實驗方法,確定最佳的鉑納米陣列電極制備方法。通過接觸角以及氣泡粘附...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

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學位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 納米陣列在電催化析氣反應中的應用
        1.2.1 氣體析出反應
        1.2.2 納米陣列電極在析氣反應中的應用
        1.2.3 納米陣列電極在電解水反應中的應用
    1.3 表面浸潤性
        1.3.1 表面浸潤性的基本理論
        1.3.2 超浸潤性材料與其表面結構的聯(lián)系
        1.3.3 調整固體表面浸潤性的方法
        1.3.4 超親氣/疏水納米材料的應用
    1.4 氣泡動力學研究
        1.4.1 氣泡粘附在表面的受力分析研究
        1.4.2 電催化反應中的氣泡生長過程
    1.5 本論文研究目的、意義及研究內容
        1.5.1 本論文研究目的及意義
        1.5.2 本論文主要研究內容
第二章 鉑納米陣列的制備與性能分析
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑和實驗儀器
        2.2.1 主要試劑
        2.2.2 主要儀器
    2.3 實驗部分
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 形貌和結構表征
        2.3.3 浸潤性測試
        2.3.4 電化學測試
        2.3.5 電化學原位觀測氣泡生長
    2.4 結果與討論
    2.5 本章小結
第三章 疏水性鉑納米陣列的制備與性能分析
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑和實驗儀器
    3.3 實驗部分
        3.3.1 電極制備
        3.3.2 形貌和結構表征
        3.3.3 浸潤性測試
        3.3.4 電化學測試
        3.3.5 電化學原位觀測氣泡生長
    3.4 結果與討論
    3.5 本章小結
第四章 不同表面結構的鉑電極氣泡生長行為的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗試劑和實驗儀器
    4.3 實驗部分
        4.3.1 電極制備
        4.3.2 形貌和結構表征
        4.3.3 浸潤性測試
        4.3.4 電化學原位觀測氣泡生長過程
    4.4 結果與討論
        4.4.1 不同微觀形貌的鉑電極的表面形貌
        4.4.2 電極微觀形貌對于氣泡析出行為的影響
        4.4.3 氣泡生長模型的提出和分析
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
附件



本文編號：3980357