盐模板法制备二维过渡金属氮化物及其电化学特性研究

发布时间：2023-05-23 19:36

　　由于传统化石能源不断被消耗以及随之而来的环境恶化问题,人们迫切开发新能源替代传统化石能源。氢能具有质量能量密度高并且零排放等特点备受关注。电催化水分解是制备氢能的一种有效手段,然而高昂的催化成本限制了其大规模生产,因而发展更加有效的非贵金属基催化剂成为该领域的研究重点。此外,超级电容器作为一种能源存储系统,能够持续供能而不受外界条件影响,然而其能量密度有限,因此在保证高功率密度的前提下,开发更多性能优异的电极材料提高能量密度是能源存储领域的一大研究热点。本文围绕二维过渡金属氮化物的制备及其在电催化析氢以及超级电容器中的应用,具体研究内容如下:(1)通过盐模板法,以水溶性NaCl,KCl作为模板,过渡金属氧化物作为前驱物制备多种二维过渡金属氮化物,如2D MoN,2D V₂N,和2D W₂N纳米片材料。该方法具有普适性,适用于非层状结构的二维形貌的合成。并在此基础上对该方法进行改进,直接利用盐模板与过渡金属氮化物的晶格匹配,首次合成二维富氮W₂N₃材料。晶格匹配能够有效克服钨氮成键的较大能垒,同时实现...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 过渡金属氮化物简介
    1.3 能源电化学简介
    1.4 选题思路及主要研究内容
2 二维金属相氮化钼材料的制备及其储能特性研究
    2.1 引言
    2.2 二维金属相氮化钼材料的制备
    2.3 二维氮化钼材料的表征
    2.4 二维氮化钼材料的储能特性研究
    2.5 二维MoN材料在柔性固态超级电容器中的应用
    2.6 本章小结
3 二维富氮氮化钨材料的制备及其电催化析氢特性研究
    3.1 引言
    3.2 二维富氮氮化钨材料的制备
    3.3 二维富氮氮化钨材料的表征
    3.4 二维h-W2N3纳米片的合成机理
    3.5 二维富氮氮化钨材料的电催化析氢特性研究
    3.6 二维含氮缺陷h-W2N3纳米片的密度泛函理论(DFT)
    3.7 本章小结
4 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位论文期间发表论文目录
附录2 攻读硕士学位期间获奖情况
附录3 攻读硕士学位期间申请国家专利情况



本文编号：3822229