氫氣由于燃燒的產物是水加之其燃燒值高,被認為是一種很好的清潔能源。電解水是一種方便且高效獲得純凈氫氣的方法,然而電解水過程中高過電位的存在往往造成了極大電能的浪費。電解水中陰極發生的是氫析出反應（HER）,陽極發生的是氧析出反應（OER）。Pt及Pt基材料是最為有效的氫析出催化劑。RuO₂/IrO₂在電催化氧析出反應中具有很高的活性。但是Pt、Ru和Ir均是稀有資源,它們的儲量小、價格高,從而限制了其在電解水中的應用。Co基催化劑由于其優異的HER及OER性能,被認為是代替貴金屬材料作為電催化劑用于電解水反應的有力競爭者。多孔催化材料能使材料暴露豐富的催化活性位點,大幅度提升催化劑的催化性能。CoAl-LDH由于其具有獨特的層狀結構及兩性Al元素的存在,被用來制備多孔的金屬氧化物及金屬衍生物。本文主要通過強堿刻蝕CoAl-LDH及化學轉換法將其轉化為多孔的Co基過渡金屬磷（硫）化物用于高效的HER及OER,本文的具體研究內容如下:（1）作者制備了一種生長于碳紙上的多孔磷化鈷納米片（p-CoP/CP）。首先通過在強堿的NaOH溶液中選擇性的刻蝕掉...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氧析出反應的介紹
        1.2.1 氧析出反應機理
    1.3 氫析出反應的介紹
        1.3.1 氫析出反應機理
    1.4 電催化劑結構工程在電解水反應中的研究
        1.4.1 結構工程
        1.4.2 結構工程策略
    1.5 本課題的選題背景和研究內容
第2章 實驗儀器和測試方法
    2.1 實驗藥品與儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的物理表征
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 場發掃描電子顯微鏡測試
        2.2.3 透射電子顯微鏡測試
        2.2.4 X射線光電子能譜分析
        2.2.5 比表面及孔徑分析
    2.3 電化學測試分析
        2.3.1 線性掃描伏安曲線及循環伏安曲線測試方法
        2.3.2 交流阻抗測試
        2.3.3 壽命測試
第3章 雙金屬氫氧化物演變的多孔磷化鈷用于高效氫析出反應
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 生長于碳紙的鈷鋁雙金屬氫氧化物納米片的制備
        3.2.2 生長于碳紙的多孔氫氧化鈷納米片的制備
        3.2.3 生長于碳紙的多孔磷化鈷納米片的制備
        3.2.4 生長于碳紙的非孔氫氧化鈷納米片的制備
        3.2.5 生長于碳紙的非孔磷化鈷納米片的制備
        3.2.6 材料的電化學測試手段
        3.2.7 材料的物理表征手段
    3.3 結果與討論
        3.3.1 材料的物理表征結果
        3.3.2 材料的電化學測試結果
    3.4 本章小結
第4章 雙金屬氫氧化物演變的多孔羥基硫化鈷用于高效的氧析出反應
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 鈷鋁雙金屬氫氧化物納米片的制備
        4.2.2 多孔及無定型的羥基硫化鈷納米片的制備
        4.2.3 僅刻蝕鈷鋁雙金屬氫氧化物納米片處理
        4.2.5 僅硫化鈷鋁雙金屬氫氧化物納米片處理
        4.2.6 材料的電化學測試手段
        4.2.7 材料的物理表征手段
    4.3 結果與討論
        4.3.1 材料的物理表征結果
        4.3.2 材料的電化學測試結果
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄 A 攻讀碩士學位期間所發表的學術論文目錄
致謝



本文編號：4055627