由于當(dāng)前對能源需求的快速增長,促進(jìn)綠色可再生能源的開發(fā)利用是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。氫能,因其綠色環(huán)保、高能量密度和原料來源豐富等優(yōu)勢備受關(guān)注。電解水制備氫是氫能發(fā)展的重要方向,而電解水中急需解決的難題是電催化材料的選擇,常見的電解水催化劑是基于貴金屬材料獲得的Pt/C、RuO₂和IrO₂等,由于其儲(chǔ)量稀有、價(jià)格高昂不適宜規(guī)�；a(chǎn)使用,探索高效、廉價(jià)的新型電催化材料是當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文以磷化鎳為中心從三個(gè)主要方向開展新型催化材料的研究與探討:單一物相的磷化鎳材料研究;雜原子對磷化鎳材料的優(yōu)化研究;石墨烯基底材料修飾磷化鎳活性顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究。在此基礎(chǔ)上,通過各種不同的分析手段對材料的電化學(xué)性能、材料微觀結(jié)構(gòu)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等工作進(jìn)行分析。主要結(jié)論如下:一、通過水熱法制備了米粒狀Ni₅P₄材料,不使用粘結(jié)劑,與鎳網(wǎng)復(fù)合得到Ni₅P₄/NF催化電極。在電流密度為10 mA/cm²時(shí),Ni₅P₄/N...

【文章頁數(shù)】：86 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 電解水制氫
        1.2.1 電解水制氫技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.2.2 電解水的構(gòu)型與原理
        1.2.3 亟待解決的問題
    1.3 電催化材料
        1.3.1 傳統(tǒng)貴金屬催化材料
        1.3.2 磷化物催化材料
        1.3.3 硫化物催化材料
        1.3.4 碳化物催化材料
        1.3.5 其他催化材料
    1.4 新型催化材料設(shè)計(jì)思路
        1.4.1 材料的內(nèi)在特性
        1.4.2 材料的微觀結(jié)構(gòu)
        1.4.3 材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)
    1.5 本論文的研究內(nèi)容及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)與測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 粉末X射線衍射儀(X-Ray Powder Diffraction,XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope, TEM)
        2.2.4 X射線光電子能譜(X-Ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)
        2.2.5 比表面積和孔徑分布(BET Surface Area)
        2.2.6 拉曼光譜(Raman Spectroscopy)
        2.2.7 紫外光譜(UV-visible spectroscopy)
    2.3 材料的制備
        2.3.1 電極材料的制備
        2.3.2 電化學(xué)測試裝置組裝
    2.4 電化學(xué)測試
        2.4.1 線性掃描伏安測試(Linear Sweep Voltammetry,LSV)
        2.4.2 循環(huán)伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)
        2.4.3 計(jì)時(shí)電位法(Chronopotentiometry,CP)
        2.4.4 交流阻抗測試(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)
第三章 Ni₅P₄/NF的制備及其電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料的制備與測試
        3.2.1 材料的制備
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料形貌與結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 材料表征分析
            3.3.2.1 XRD分析
            3.3.2.2 XPS分析
        3.3.3 材料的電化學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 通過電子重構(gòu)與形貌優(yōu)化三元Mo-Ni-P催化劑在電解水中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 材料的制備與測試
        4.2.1 材料的制備
        4.2.2 材料的表征
        4.2.3 電化學(xué)性能測試
        4.2.4 理論計(jì)算
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料物相形貌表征
            4.3.1.1 材料的初步探索與表征
            4.3.1.2 三元Mo-Ni-P材料物相形貌表征
            4.3.1.3 三元Mo-Ni-P材料XPS、紫外分析
        4.3.2 電化學(xué)性能分析
            4.3.2.1 HER活性測試
            4.3.2.2 OER活性測試
        4.3.3 Mo-Ni-P材料全解水分析
        4.3.4 第一性原理計(jì)算分析
    4.4 本章總結(jié)
第五章 微波法制備Ce-NiP/rGO復(fù)合材料及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 材料的制備與測試
        5.2.1 材料的制備
        5.2.2 材料的表征
        5.2.3 電化學(xué)測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 材料物相形貌表征
            5.3.1.1 材料的物相表征
            5.3.1.2 材料的形貌與元素分析
            5.3.1.3 材料的TME表征
        5.3.2 電化學(xué)性能分析
            5.3.2.1 HER性能分析
            5.3.2.2 OER性能分析
            5.3.2.3 穩(wěn)定性分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷及研究生期間科研成果



本文編號：3801916