全球經(jīng)濟增長、人口膨脹及工業(yè)化帶來的能源快速消耗已經(jīng)給社會環(huán)境帶來了不同程度的污染。近期,可再生清潔能源開發(fā)以及CO2等溫室氣體的減排開始逐漸成為人們研究的重點。電解水制氫和CO2電催化還原過程是目前解決這兩個問題的有效手段。其中,電解水制氫由析氫(HER)和析氧(OER)兩個半反應(yīng)組成,析氧反應(yīng)為四電子轉(zhuǎn)移過程,從反應(yīng)動力學(xué)角度看較難進行,因此這一研究中亟待尋找高效且價格低廉的穩(wěn)定的催化劑來加速析氧反應(yīng)。此外CO2電催化還原過程中,析氧反應(yīng)也扮演著不可或缺的角色。作為氣體溢出反應(yīng)中的一類,析氧反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量氣泡,反應(yīng)過程需要較高的過電位,且氧氣氣泡造成催化劑表面的活性物質(zhì)的脫落,從而引起的催化劑穩(wěn)定性衰減等問題,對析氧催化劑提出了更高的要求。常用的催化劑RuO2及Ir02等有著優(yōu)異的析氧性能,但在電催化過程中易被氧化成Ru04及IrO3而發(fā)生溶解,降低了催化穩(wěn)定性,價格昂貴儲量有限因而限制了貴金屬類催化劑的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。近年來,大量研究致力于非貴金屬類可替代型催化劑的開發(fā)利用,如鈣鈦礦、尖晶石等金屬氧化物,以及過渡系雙金屬氫氧化物等。過渡金屬基催化劑不僅價格低廉,合成工藝也...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１析氫（左）和析氧反應(yīng)（右）的極化曲線，１１ｃ和ｎａ分別為陰陽極過電位對應(yīng)的電流Ｇ）［４９】??－

調(diào)峰的目的ｆ４７！。最重要的是，氫能與其他燃料相比較，具有極高的能量密度，且只有??無污染的水作為燃燒產(chǎn)物，被視為未來能源供給的潛在候選［４８］。??電解水由陽極氧析出和陰極氫析出兩個半反應(yīng)組成，如圖１－１所示。其中，陰極??反應(yīng)為兩電子參與過程，電子從電極轉(zhuǎn)移至水溶液中并與游離....

圖１－２?（ａ）原位轉(zhuǎn)換的合金納米片示意圖；（ｂ）不同合金片全電解水測試［５３】??Ｆｉｇ．?１－２?（ａ）?Ｉｎ?ｓｉｔｕｔｏｐｏｔａｃｔｉｃ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｆｏｒ?ｔｈｉｃｋ?ａｌｌｏｙ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?ａｒｒａｙ；?（ｂ）?Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ??ｏｖｅｒａｌｌ?ｗａｔｅｒ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ?（ＯＷＳ）?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｆｏｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｌｌｏｙ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ［５３］??

板法制備二維金屬材料。孫曉明教授課題組［５３］通過原位拓撲轉(zhuǎn)換的方法，在溫和的乙??二醇－堿性體系中，原位還原了?ＮｉＦｅ?ＬＤＨｓ，合成了具有原子級單分散的ＮｉＦｅ合金材??料，展現(xiàn)了優(yōu)異的電解水功能（圖１－２）。王雙印教授課題組［５４］利用高溫Ａｒ－Ｈ２還原的??方法制備了?....

圖１－３?（Ａ）?ＮｉＦｅ－ＭｏＯｘ納米片合成過程示意圖；（Ｂ）?ＮｉＦｅ－ＭｏＯｘ?ＮＳ及ＮｉＦｅ合金的ＸＲＤ譜??圖；（Ｃ）催化劑ＯＥＲ極化曲線［５４］??Ｆｉｇ．?１－３?（Ａ）?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?Ｎ?

板法制備二維金屬材料。孫曉明教授課題組［５３］通過原位拓撲轉(zhuǎn)換的方法，在溫和的乙??二醇－堿性體系中，原位還原了?ＮｉＦｅ?ＬＤＨｓ，合成了具有原子級單分散的ＮｉＦｅ合金材??料，展現(xiàn)了優(yōu)異的電解水功能（圖１－２）。王雙印教授課題組［５４］利用高溫Ａｒ－Ｈ２還原的??方法制備了?....

圖１－４?（Ａ）?（Ｂ）?ＮｉＦｅ水滑石納米片及ＮｂＦｅＮ納米顆粒的ＴＥＭ圖像；（Ｃ）析氫極化曲線、（Ｄ）??析氧極化曲線１５６】??Ｆｉｇ．?１－４?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?（Ａ）?ｔｈｅ?ＮｉＦｅ－ＬＤＨ?ｎａ?

氮化物及硫化物因其價態(tài)及電子結(jié)構(gòu)的難調(diào)控性卻鮮少報道。張鐵銳教授課題組??利用高溫條件下ＮＨ３熱分解的方法對ＮｉＦｅ?ＬＤＨｓ進行原位氮化處理，獲得具有優(yōu)異??雙功能性質(zhì)的Ｎｉ３Ｆｅ－ＮＰｓ?（圖１－４）。電化學(xué)測試條件為Ｉ?Ｍ?ＫＯＨ電解液，以５?ｍＶ／ｓ??的掃速對其ＨＥＲ、....

本文編號：3994099