纳米磷化钼析氢电催化剂的结构设计与性能优化

发布时间：2021-04-22 00:09

　　氢气是一种可持续、可再生的清洁能源。电解水析氢是一种高效的制氢方法,但需要高性能的电催化剂降低析氢反应（HER）的过电位。目前,铂基催化剂的析氢活性最高,但价格昂贵、地球储存量低,其应用受到极大的限制。因此,亟需寻找活性高、价格低廉的非贵金属催化剂。磷化钼具有催化活性高、导电性好的优点,已经被证实是一种非常有前景的析氢电催化剂。然而,对于构建能暴露大量活性位的磷化钼纳米结构仍然是一项挑战。本工作针对磷化钼的结构特点和存在的问题,通过构筑碳化钼-磷化钼异质结构、表面缺陷及杂原子掺杂、过渡金属掺杂等方法,优化析氢反应的动力学,提高催化效率。主要工作如下:一、通过同步碳化-磷化方法制备了以氮掺杂碳纳米纤维作为载体的异质结构MoC-MoP纳米颗粒。结果表明,MoC的存在可以防止MoP晶体的粗化,归因于它们的界面相互作用强,从而形成了超细的纳米颗粒均匀地分散在碳纳米纤维上。更重要的是,异质结构MoC-MoP提供了不同的电子构型,优化了与中间体H的结合,促进了HER的动力学。因此,与单组分的MoC/BCNC和MoP/BCNC相比,异质结构MoC-MoP/BCNC NFs的HER催化活性更高。在酸性... 

【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校

【文章页数】：93 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 氢能源概述
    1.3 电解水析氢反应
    1.4 磷化钼概述
        1.4.1 磷化钼的主要性质
        1.4.2 磷化钼析氢电催化剂的研究进展
    1.5 本文研究意义和研究内容
第二章 试剂与实验方法
    2.1 实验试剂
    2.2 表征方法
        2.2.1 X射线衍射光谱（XRD）
        2.2.2 场发射扫描电子显微镜（SEM）
        2.2.3 场发射透射电子显微镜（TEM）
        2.2.4 X射线光电子能谱分析（XPS）
        2.2.5 拉曼光谱（Raman）
        2.2.6 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）
        2.2.7 氮气吸脱附比表面测试仪
        2.2.8 碳氢氮元素分析（CHN Element Analyzer）
    2.3 催化性能测试
        2.3.1 电化学性能测试系统
        2.3.2 工作电极的制备
        2.3.3 参比电极的制作
        2.3.4 线性扫描伏安法（LSV）
        2.3.5 塔菲尔曲线（Tafel）和交换电流密度j0
        2.3.6 交流阻抗谱（EIS）
        2.3.7 循环伏安法（CV）与电容值计算（Cdl）
第三章 碳化钼-磷化钼复合电催化剂
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 前驱体的结构表征
        3.3.2 MoC-MoP/BCNC的结构表征
        3.3.3 酸碱性条件下电化学性能表征
    3.4 小结
第四章 等离子体辅助合成氮掺杂磷化钼电催化剂
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 前驱体的结构表征
        4.3.2 磷化钼的结构表征
        4.3.3 碱性条件下电化学性能表征
        4.3.4 不同刻蚀条件下磷化钼的结构与HER性能表征
    4.4 小结
第五章 钴掺杂磷化钼电催化剂
    5.1 引言
    5.2 实验部分
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 Co-MoP的结构表征
        5.3.2 酸性条件下的电化学性能表征
        5.3.3 不同焙烧温度的Co-MoP的结构与电化学表征
    5.4 小结
全文总结与工作展望
参考文献
在学期间发表的论文清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]氢能源研究现状[J]. 穆亚玲,王香爱.  化工时刊. 2008(10)



本文编号：3152765