煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石燃料的使用帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題,尋找清潔無污染的新型能源變得尤為迫切。氫能以其高能量密度和綠色無污染的優(yōu)點(diǎn)引起研究者們的廣泛關(guān)注。而電解水制氫為大規(guī)模制備高純氫氣提供了一條有效途徑。然而,電解水過程中反應(yīng)速率較低是制約高效電催化產(chǎn)氫的主要問題。為節(jié)約能源,更高效率產(chǎn)氫,科學(xué)家們致力于尋找高性能的電催化水分解的催化劑。其中,以鉑為代表的貴金屬析氫催化劑和以氧化釕、氧化銥為代表的貴金屬析氧催化劑雖然有較高的催化活性,但低儲(chǔ)量、高成本限制了其在電解水技術(shù)中的大規(guī)模應(yīng)用。因此,開發(fā)高效、穩(wěn)定、廉價(jià)的少貴金屬或非貴金屬催化劑是目前主要的研究方向。基于此本文圍繞這一研究目標(biāo)開展過渡金屬硫化物、磷化物相關(guān)實(shí)驗(yàn),通過調(diào)控催化劑的形貌、組分、電子結(jié)構(gòu)等手段來設(shè)計(jì)催化效果突出的催化劑,主要包含以下三部分:（1）采用簡單的兩步水熱合成策略在泡沫鎳表面原位生長MnS/Co₃S₄納米片陣列（記為MnCo₂-S）。相較于前驅(qū)物,硫化后的形貌發(fā)生了明顯變化,由納米線轉(zhuǎn)化為尺寸更小的納米片,且納米片之間彼此緊密相連生長在泡沫鎳導(dǎo)...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水技術(shù)
        1.2.1 電解水技術(shù)的發(fā)展歷史
        1.2.2 電解水反應(yīng)簡介
    1.3 電解水反應(yīng)機(jī)理介紹
        1.3.1 析氫反應(yīng)機(jī)理
        1.3.2 析氧反應(yīng)機(jī)理
    1.4 電解水催化劑性能的評判標(biāo)準(zhǔn)及原理
        1.4.1 過電位
        1.4.2 Tafel斜率
        1.4.3 電化學(xué)阻抗
        1.4.4 電化學(xué)活性面積
        1.4.5 穩(wěn)定性
        1.4.6 轉(zhuǎn)換率
        1.4.7 法拉第效率
    1.5 電解水電極材料的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 貴金屬催化劑
        1.5.2 過渡金屬氧化物/氫氧化物
        1.5.3 過渡金屬磷化物
        1.5.4 過渡金屬硫化物
        1.5.5 其他類催化劑
    1.6 論文選題意義和研究內(nèi)容
        1.6.1 選題意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 Mn-Co-S電極的制備及其析氧性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.2.2 電化學(xué)測試方法
        2.2.3 材料合成方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 材料的電化學(xué)表征
    2.4 本章小結(jié)
第三章 MnCo₂-P電極的制備及其電解水性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 電化學(xué)測試方法
        3.2.3 材料合成方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 催化劑的電化學(xué)性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Ru-NiFe-P電極的制備及其全水解性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        4.2.2 電化學(xué)測試方法
        4.2.3 密度泛函理論(DFT)計(jì)算方法
        4.2.4 材料合成方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 材料的催化性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的論文



本文編號：4040993