多孔过渡金属磷（硫）化物用于电催化氢（氧）析出反应

发布时间：2025-07-03 02:30

　　氢气由于燃烧的产物是水加之其燃烧值高,被认为是一种很好的清洁能源。电解水是一种方便且高效获得纯净氢气的方法,然而电解水过程中高过电位的存在往往造成了极大电能的浪费。电解水中阴极发生的是氢析出反应（HER）,阳极发生的是氧析出反应（OER）。Pt及Pt基材料是最为有效的氢析出催化剂。RuO₂/IrO₂在电催化氧析出反应中具有很高的活性。但是Pt、Ru和Ir均是稀有资源,它们的储量小、价格高,从而限制了其在电解水中的应用。Co基催化剂由于其优异的HER及OER性能,被认为是代替贵金属材料作为电催化剂用于电解水反应的有力竞争者。多孔催化材料能使材料暴露丰富的催化活性位点,大幅度提升催化剂的催化性能。CoAl-LDH由于其具有独特的层状结构及两性Al元素的存在,被用来制备多孔的金属氧化物及金属衍生物。本文主要通过强碱刻蚀CoAl-LDH及化学转换法将其转化为多孔的Co基过渡金属磷（硫）化物用于高效的HER及OER,本文的具体研究内容如下:（1）作者制备了一种生长于碳纸上的多孔磷化钴纳米片（p-CoP/CP）。首先通过在强碱的NaOH溶液中选择性的刻蚀掉...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧析出反应的介绍
        1.2.1 氧析出反应机理
    1.3 氢析出反应的介绍
        1.3.1 氢析出反应机理
    1.4 电催化剂结构工程在电解水反应中的研究
        1.4.1 结构工程
        1.4.2 结构工程策略
    1.5 本课题的选题背景和研究内容
第2章 实验仪器和测试方法
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料的物理表征
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 场发扫描电子显微镜测试
        2.2.3 透射电子显微镜测试
        2.2.4 X射线光电子能谱分析
        2.2.5 比表面及孔径分析
    2.3 电化学测试分析
        2.3.1 线性扫描伏安曲线及循环伏安曲线测试方法
        2.3.2 交流阻抗测试
        2.3.3 寿命测试
第3章 双金属氢氧化物演变的多孔磷化钴用于高效氢析出反应
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 生长于碳纸的钴铝双金属氢氧化物纳米片的制备
        3.2.2 生长于碳纸的多孔氢氧化钴纳米片的制备
        3.2.3 生长于碳纸的多孔磷化钴纳米片的制备
        3.2.4 生长于碳纸的非孔氢氧化钴纳米片的制备
        3.2.5 生长于碳纸的非孔磷化钴纳米片的制备
        3.2.6 材料的电化学测试手段
        3.2.7 材料的物理表征手段
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的物理表征结果
        3.3.2 材料的电化学测试结果
    3.4 本章小结
第4章 双金属氢氧化物演变的多孔羟基硫化钴用于高效的氧析出反应
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 钴铝双金属氢氧化物纳米片的制备
        4.2.2 多孔及无定型的羟基硫化钴纳米片的制备
        4.2.3 仅刻蚀钴铝双金属氢氧化物纳米片处理
        4.2.5 仅硫化钴铝双金属氢氧化物纳米片处理
        4.2.6 材料的电化学测试手段
        4.2.7 材料的物理表征手段
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的物理表征结果
        4.3.2 材料的电化学测试结果
    4.4 本章小结
结论
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
致谢



本文编号：4055627