高性能异质原子掺杂电催化剂的合成及电解水的应用
发布时间：2021-08-05 08:44
随着社会和经济的快速发展,能源问题日益严峻。氢能是零碳排放的绿色可持续能源,被认为是最理想的新能源。在众多的制氢技术中,电催化分解水是一种简单清洁的大规模制氢方法。目前,最高效的电解水催化剂是以铂为代表的贵金属材料,但由于其价格昂贵及资源匮乏等问题,严重阻碍了它们广泛的工业应用。因此,开发非贵金属催化剂刻不容缓。而高性能、高稳定性电解水材料设计的关键在于稳定的电子结构、良好的导电性及丰富的活性位点。基于以上的设计原则,本论文具体的研究工作如下:（1）以导电性良好的泡沫镍为基底,采用简单水热加低温磷化的合成方法,制备Mn掺杂微米花状Ni2P。与单金属组分的Ni2P催化剂相比,Mn掺杂Ni2P在碱性介质中表现出更优异的电催化性能。同时,由于多孔微花结构以及Mn、Ni和P之间强烈的电子相互作用,Mn/Ni最优比为0.053的Mn掺杂Ni2P在氢析出和氧析出具备最佳的性能,且稳定性良好。（2）采用简单的水热合成方法,制备了Co掺杂Ni0.85Se纳米颗粒负载在还原氧化石墨烯上。与纯Ni...
【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电化学分解水基本原理
1.2.1 析氢反应机理
1.2.2 析氧反应机理
1.3 电解水催化剂研究现状
1.3.1 过渡金属磷化物
1.3.2 过渡金属硒化物
1.3.3 过渡金属氧化物
1.3.4 其他过渡金属化合物
1.3.5 目前提高过渡金属化合物电解水电催化活性的策略
1.4 本文的研究内容和意义
参考文献
第二章 实验试剂、仪器及表征方法
2.1 实验药品和仪器设备
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 主要仪器设备
2.2 材料结构分析及表征方法
2.2.1 X射线粉末衍射仪
2.2.2 拉曼光谱仪
2.2.3 扫描电子显微镜
2.2.4 透射电子显微镜
2.2.5 电感耦合等离子体原子发射光谱法
2.2.6 X射线光电子能谱
2.2.7 氮气吸脱附比表面测试仪
2.3 材料的电化学性能测试方法
2.3.1 工作电极的制备
2.3.2 线性扫描伏安法
2.3.3 循环伏安法
2.3.4 交流阻抗法
2.3.5 计时电流法
第三章 Mn掺杂Ni_2P微米花的合成及其电解水性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 结果与讨论
3.3.1 Mn掺杂Ni_2P的合成示意图
3.3.2 XRD分析
3.3.3 SEM和 TEM形貌分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 电化学析氢性能分析
3.3.6 电化学析氧性能分析
3.3.7 全电解水性能分析
3.4 结论
参考文献
第四章 Co掺杂Ni_(0.85)Se纳米颗粒负载在RGO作为高效的析氢电催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 Raman光谱分析
4.3.3 SEM和 TEM形貌分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 电化学性能分析
4.4 结论
参考文献
第五章 P掺杂CoMoO_4/RGO作为高效的析氢电极材料
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD和 Raman分析
5.3.2 XPS分析
5.3.3 SEM和 TEM形貌分析
5.3.4 电化学性能分析
5.4 结论
参考文献
结论与展望
硕士期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis of 3D Hexagram-Like Cobalt–Manganese Sulfides Nanosheets Grown on Nickel Foam: A Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting[J]. Jingwei Li,Weiming Xu,Jiaxian Luo,Dan Zhou,Dawei Zhang,Licheng Wei,Peiman Xu,Dingsheng Yuan. Nano-Micro Letters. 2018(01)
博士论文
[1]基于贵金属设计高效的电解水催化剂[D]. 江彬彬.苏州大学 2018
[2]基于钴纳米晶的高性能电化学催化剂的制备及电解水性能的研究[D]. 刘炳瑞.中国科学技术大学 2017
[3]非贵金属氧化物的设计、合成与电催化析氧反应研究[D]. 李波.中国科学技术大学 2017
本文编号：3323443
【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电化学分解水基本原理
1.2.1 析氢反应机理
1.2.2 析氧反应机理
1.3 电解水催化剂研究现状
1.3.1 过渡金属磷化物
1.3.2 过渡金属硒化物
1.3.3 过渡金属氧化物
1.3.4 其他过渡金属化合物
1.3.5 目前提高过渡金属化合物电解水电催化活性的策略
1.4 本文的研究内容和意义
参考文献
第二章 实验试剂、仪器及表征方法
2.1 实验药品和仪器设备
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 主要仪器设备
2.2 材料结构分析及表征方法
2.2.1 X射线粉末衍射仪
2.2.2 拉曼光谱仪
2.2.3 扫描电子显微镜
2.2.4 透射电子显微镜
2.2.5 电感耦合等离子体原子发射光谱法
2.2.6 X射线光电子能谱
2.2.7 氮气吸脱附比表面测试仪
2.3 材料的电化学性能测试方法
2.3.1 工作电极的制备
2.3.2 线性扫描伏安法
2.3.3 循环伏安法
2.3.4 交流阻抗法
2.3.5 计时电流法
第三章 Mn掺杂Ni_2P微米花的合成及其电解水性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 结果与讨论
3.3.1 Mn掺杂Ni_2P的合成示意图
3.3.2 XRD分析
3.3.3 SEM和 TEM形貌分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 电化学析氢性能分析
3.3.6 电化学析氧性能分析
3.3.7 全电解水性能分析
3.4 结论
参考文献
第四章 Co掺杂Ni_(0.85)Se纳米颗粒负载在RGO作为高效的析氢电催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 Raman光谱分析
4.3.3 SEM和 TEM形貌分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 电化学性能分析
4.4 结论
参考文献
第五章 P掺杂CoMoO_4/RGO作为高效的析氢电极材料
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD和 Raman分析
5.3.2 XPS分析
5.3.3 SEM和 TEM形貌分析
5.3.4 电化学性能分析
5.4 结论
参考文献
结论与展望
硕士期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis of 3D Hexagram-Like Cobalt–Manganese Sulfides Nanosheets Grown on Nickel Foam: A Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting[J]. Jingwei Li,Weiming Xu,Jiaxian Luo,Dan Zhou,Dawei Zhang,Licheng Wei,Peiman Xu,Dingsheng Yuan. Nano-Micro Letters. 2018(01)
博士论文
[1]基于贵金属设计高效的电解水催化剂[D]. 江彬彬.苏州大学 2018
[2]基于钴纳米晶的高性能电化学催化剂的制备及电解水性能的研究[D]. 刘炳瑞.中国科学技术大学 2017
[3]非贵金属氧化物的设计、合成与电催化析氧反应研究[D]. 李波.中国科学技术大学 2017
本文编号：3323443
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/3323443.html