鈷基納米材料的可控合成、表面修飾及電催化性能研究
發(fā)布時(shí)間：2024-06-03 01:31
近年來,能源的日益緊缺及化石能源對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的嚴(yán)重威脅引起了世界各國(guó)的關(guān)注。電解水制氫以其清潔高效、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)成為當(dāng)下解決能源危機(jī)的重要途徑。傳統(tǒng)貴金屬催化劑仍是催化電解水制氫的主力,然而這些貴金屬的稀缺性和高成本大大阻礙了它們的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此,開發(fā)具有優(yōu)異電催化性能和低成本的新型析氧反應(yīng)(OER)和析氫反應(yīng)(HER)電催化劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義�；诖�,本文選取價(jià)格低廉、性能良好的Co基納米材料,通過對(duì)合成路線及反應(yīng)條件的調(diào)控,制備電催化性能優(yōu)異的催化劑;并以析氧反應(yīng)(OER)和析氫反應(yīng)(HER)為模型反應(yīng),對(duì)所制得的納米材料的催化性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本論文的主要研究工作如下:(1)采用水熱法,控制合成了N、P、F三摻雜的Ni-Co雙金屬氫氧化物前驅(qū)體,進(jìn)一步在NH3氣氛下煅燒,得到了雙重氮化的PF/Ni1.5Co1.5N納米催化材料。以析氧反應(yīng)為模型反應(yīng),重點(diǎn)研究了表面雜原子對(duì)催化性能提升的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明:該納米催化劑為一維結(jié)構(gòu),具有較大的比表面積,表面雜原子的摻雜及雙重氮化作用,使其表面暴露更多...
【文章頁數(shù)】：108 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
一、緒論
1.1 引言
1.2 電解水概述
1.2.1 氫能源概述
1.2.2 制備氫氣的方法
1.2.3 電解水制氫
1.3 析氧反應(yīng)
1.3.1 工作原理
1.3.2 催化劑種類
1.4 析氫反應(yīng)
1.4.1 工作原理
1.4.2 催化劑種類
1.5 本論文的選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
參考文獻(xiàn)
二、Ni1.5Co1.5N納米催化材料的合成、表面摻雜及電催化性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 試劑和儀器
2.2.2 PF/Ni1.5Co1.5N納米催化材料的合成
2.2.3 催化劑的表征
2.2.4 析氧反應(yīng)測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
2.3.2 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的尺寸形貌分析
2.3.3 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的表面元素組成及價(jià)態(tài)分析
2.3.4 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的電催化析氧性能研究
2.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
三、MOF模板導(dǎo)向Co基三維納米材料的合成、表征及電催化性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 試劑和儀器
3.2.2 CoMO、CoMN、CoMP和CoMS(M=Co,Ni,Zn)納米催化材料的合成
3.2.3 催化劑的表征
3.2.4 析氧反應(yīng)測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 Co基納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 Co基納米催化劑的尺寸形貌分析
3.3.3 Co基納米催化劑的孔結(jié)構(gòu)和比表面分析
3.3.4 Co基納米催化劑對(duì)電化學(xué)析氧性能研究
3.3.5 Co基納米催化劑的電化學(xué)析氫性能研究
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
四、Bi摻雜三維花狀CoP納米材料的合成、電子結(jié)構(gòu)調(diào)控及電催化性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 試劑和儀器
4.2.2 Bi/CoP納米催化材料的合成
4.2.3 催化劑的表征
4.2.4 析氫反應(yīng)測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 Bi/CoP納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 Bi/CoP納米催化劑的尺寸形貌分析
4.3.3 Bi/CoP納米催化劑的表面元素組成及價(jià)態(tài)分析
4.3.4 堿性條件電化學(xué)析氫性能研究
4.3.5 酸性條件電化學(xué)析氫性能研究
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
五、總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
論文發(fā)表情況
致謝
本文編號(hào)：3987970
【文章頁數(shù)】：108 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
一、緒論
1.1 引言
1.2 電解水概述
1.2.1 氫能源概述
1.2.2 制備氫氣的方法
1.2.3 電解水制氫
1.3 析氧反應(yīng)
1.3.1 工作原理
1.3.2 催化劑種類
1.4 析氫反應(yīng)
1.4.1 工作原理
1.4.2 催化劑種類
1.5 本論文的選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
參考文獻(xiàn)
二、Ni1.5Co1.5N納米催化材料的合成、表面摻雜及電催化性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 試劑和儀器
2.2.2 PF/Ni1.5Co1.5N納米催化材料的合成
2.2.3 催化劑的表征
2.2.4 析氧反應(yīng)測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
2.3.2 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的尺寸形貌分析
2.3.3 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的表面元素組成及價(jià)態(tài)分析
2.3.4 PF/Ni1.5Co1.5N(NIN)納米催化劑的電催化析氧性能研究
2.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
三、MOF模板導(dǎo)向Co基三維納米材料的合成、表征及電催化性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 試劑和儀器
3.2.2 CoMO、CoMN、CoMP和CoMS(M=Co,Ni,Zn)納米催化材料的合成
3.2.3 催化劑的表征
3.2.4 析氧反應(yīng)測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 Co基納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 Co基納米催化劑的尺寸形貌分析
3.3.3 Co基納米催化劑的孔結(jié)構(gòu)和比表面分析
3.3.4 Co基納米催化劑對(duì)電化學(xué)析氧性能研究
3.3.5 Co基納米催化劑的電化學(xué)析氫性能研究
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
四、Bi摻雜三維花狀CoP納米材料的合成、電子結(jié)構(gòu)調(diào)控及電催化性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 試劑和儀器
4.2.2 Bi/CoP納米催化材料的合成
4.2.3 催化劑的表征
4.2.4 析氫反應(yīng)測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 Bi/CoP納米催化劑的物相結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 Bi/CoP納米催化劑的尺寸形貌分析
4.3.3 Bi/CoP納米催化劑的表面元素組成及價(jià)態(tài)分析
4.3.4 堿性條件電化學(xué)析氫性能研究
4.3.5 酸性條件電化學(xué)析氫性能研究
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
五、總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
論文發(fā)表情況
致謝
本文編號(hào)：3987970
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