人類社會賴以生存的化石燃料是不可再生資源。隨著社會與科技的發(fā)展,能源消耗量逐漸增加,且化石燃料燃燒所造成的空氣污染嚴重威脅著我們的環(huán)境。所以,日益增長的能源需求以及亟待解決的環(huán)境問題是我們目前面臨的巨大挑戰(zhàn)。針對這些問題,以太陽能、風能、地熱能、生物質能、海洋能和核聚變能等為主的新能源越來越受到各國的重視。氫能是一種清潔的可持續(xù)能源,其燃燒產物是水,且本身無毒害。利用電解水制氫是一條清潔可逆的路徑。傳統(tǒng)的貴金屬電催化劑雖然催化活性高,但由于價格昂貴,地殼含量稀少,極大地限制了電解水制氫的發(fā)展。所以,設計合成基于非貴金屬的、具有高催化活性與穩(wěn)定性的電催化劑是目前研究的熱點。對于這一問題,本文設計合成了雙金屬磷化物、氧化物、氮化物催化劑,通過調控納米催化劑的形貌與電子傳輸特性,實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的水分解制氫應用。具體內容如下:(1)利用模板法,合成了二維NiCoP納米片組裝的空心納米管陣列。經過零維石墨烯量子點的修飾,構筑一維的GDs/Co_0.8Ni_0.2P納米管陣列。由于催化劑超大的比表面積、良好的電子傳輸能力、高度分散的石墨烯量子點,GDs/Co...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1.緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水制氫歷史
    1.3 電催化分解水概述
        1.3.1 析氫反應
        1.3.2 析氧反應
        1.3.3 全分解水
    1.4 過渡金屬電催化劑種類
        1.4.1 過渡金屬硫化物
        1.4.2 過渡金屬硒化物
        1.4.3 過渡金屬碳化物
        1.4.4 過渡金屬磷化物
        1.4.5 過渡金屬氮化物
        1.4.6 過渡金屬氧化物
    1.5 電催化劑性能調控策略
        1.5.1 金屬協(xié)同策略
        1.5.2 微納結構調控策略
        1.5.3 異質結策略
    1.6 本文主要研究思路與工作
2.實驗合成與測試的原理方法
    2.1 試劑和儀器
    2.2 實驗表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 X-射線衍射儀(XRD)
        2.2.4 拉曼光譜
        2.2.5 紅外光譜
        2.2.6 X-射線光電子能譜
    2.3 電化學測試方法
        2.3.1 電極催化活性的表征
        2.3.2 塔菲爾斜率(Tafel Slope)
        2.3.3 穩(wěn)定性
        2.3.4 電化學阻抗(EIS)
        2.3.5 法拉第效率
3.石墨烯量子點耦合雙金屬磷化物納米管陣列的構筑與全分解水性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯量子點耦合雙金屬磷化物納米管陣列的制備方法
    3.3 石墨烯量子點耦合雙金屬磷化物納米管陣列的形貌結構分析
    3.4 石墨烯量子點耦合雙金屬磷化物納米管陣列的組成分析
    3.5 石墨烯量子點耦合雙金屬磷化物納米管陣列的性能分析
    3.6 本章小結
4.核殼結構CoCu氧化物基納米線陣列的構筑與全分解水性能研究
    4.1 引言
    4.2 核殼結構CoCu氧化物基納米線陣列的制備方法
    4.3 核殼結構CoCu氧化物基納米線陣列的形貌結構分析
    4.4 核殼結構CoCu氧化物基納米線陣列的組成分析
    4.5 核殼結構CoCu氧化物基納米線陣列的性能分析
    4.6 本章小結
5.核殼結構NiCu氮化物基納米線陣列的構筑與全分解水性能研究
    5.1 引言
    5.2 核殼結構NiCu氮化物基納米線陣列的制備方法
    5.3 核殼結構NiCu氮化物基納米線陣列的形貌結構分析
    5.4 核殼結構NiCu氮化物基納米線陣列的組成分析
    5.5 核殼結構NiCu氮化物基納米線陣列的性能分析
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3813234