硒化镍的制备及其电催化性能的研究
发布时间：2024-04-08 01:11
为了满足工业生产的需要,同时解决环境污染、温室效应等问题,电解水产氢作为新型的产氢方式,受到了科研人员的广泛关注。但是目前电解水产氢商业成本高、能耗大,为此开发出一种低成本、高性能的电解水催化剂成为近年来的研究趋势。成本低廉、储量丰富的过渡金属硫族化合物在电解水领域得到了空前的发展。根据价格和储量丰度,过渡金属中Ni和Fe是研究的首选。相比Fe来说,Ni与贵金属Pt同族,理论上具备相似的性质,更具备潜力。而硫族元素中具备较高电导率的硒化物相比碲化物,Se-H键的强度更利于电解水反应中H原子的吸附与解离。而通常提升材料电催化析氢的途径主要有暴露更多的催化活性位点,提升材料导电率,优化吸附/解离能级势垒等。本论文以简单、高效的水热法为制备方法为根本方法,对NiSe2体系采用掺杂、结构优化以及基体负载的手段,来提高其电解水性能。具体的内容包括:1.通过NaOH歧化硒粉的方法与水热法结合制备NiSe2纳米材料,并使用Fe3+离子掺杂改性,以此来提升NiSe2的析氢性能。掺杂浓度为10 mol%时,所制备的催...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 电解水催化剂概述
1.2.1 电解水的原理
1.2.2 电解水催化剂的目的和意义
1.2.3 电解水催化剂的种类
1.2.3.1 金属
1.2.3.2 非金属
1.2.3.3 金属化合物
1.3 过渡金属硫族电解水催化剂
1.3.1 过渡金属氧化物(氢氧化物)
1.3.2 过渡金属硫化物
1.3.3 过渡金属硒化物
1.3.4 过渡金属碲化物
1.4 过渡金属硒化物合成研究进展
1.4.1 过渡金属硒化物的硒源
1.4.2 过渡金属硒化物的制备方法
1.5 优化电解水催化剂性能的方法
1.5.1 纳米化
1.5.2 掺杂
1.5.3 基底负载
1.5.4 结构优化
1.6 本论文研究背景、内容及意义
第2章 Fe3+掺杂NiSe2催化剂的制备及其电解水析氢性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器设备与实验药品
2.2.2 Fe3+掺杂NiSe2催化剂的制备
2.2.3 材料的物理表征
2.2.3.1 X射线多晶粉末衍射(XRD)分析表征
2.2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析表征
2.2.4 催化剂电极的制备
2.2.5 催化剂的析氢性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 Fe3+掺杂NiSe2的晶体结构
2.3.2 Fe3+掺杂NiSe2的微观形貌
2.3.3 Fe3+掺杂NiSe2的析氢性能
2.4 本章小结
第3章 硒纳米线为模板制备一维NiSe2催化剂及其电解水析氢性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器设备与实验药品
3.2.2 一维NiSe2催化剂的制备
3.2.3 材料的物理表征
3.2.3.1 X射线多晶粉末衍射(XRD)分析表征
3.2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析表征
3.2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析表征
3.2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析表征
3.2.4 催化剂电极的制备
3.2.5 催化剂的析氢性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 一维NiSe2的晶体结构
3.3.2 一维NiSe2的微观形貌
3.3.3 一维NiSe2的析氢性能
3.4 本章小结
第4章 以钛板为基底制备一维Ni Se2电解水析氢催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器设备与实验药品
4.2.2 Ti/NiSe2催化剂的制备
4.2.3 材料的物理表征
4.2.4 催化剂电极的制备
4.2.5 催化剂的析氢性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 钛板基体的晶体结构、微观形貌与电化学性能
4.3.2 Ti/NiSe2的晶体结构
4.3.3 Ti/NiSe2的微观形貌
4.3.4 Ti/NiSe2析氢性能
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果与参研项目
致谢
本文编号：3948263
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 电解水催化剂概述
1.2.1 电解水的原理
1.2.2 电解水催化剂的目的和意义
1.2.3 电解水催化剂的种类
1.2.3.1 金属
1.2.3.2 非金属
1.2.3.3 金属化合物
1.3 过渡金属硫族电解水催化剂
1.3.1 过渡金属氧化物(氢氧化物)
1.3.2 过渡金属硫化物
1.3.3 过渡金属硒化物
1.3.4 过渡金属碲化物
1.4 过渡金属硒化物合成研究进展
1.4.1 过渡金属硒化物的硒源
1.4.2 过渡金属硒化物的制备方法
1.5 优化电解水催化剂性能的方法
1.5.1 纳米化
1.5.2 掺杂
1.5.3 基底负载
1.5.4 结构优化
1.6 本论文研究背景、内容及意义
第2章 Fe3+掺杂NiSe2催化剂的制备及其电解水析氢性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器设备与实验药品
2.2.2 Fe3+掺杂NiSe2催化剂的制备
2.2.3 材料的物理表征
2.2.3.1 X射线多晶粉末衍射(XRD)分析表征
2.2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析表征
2.2.4 催化剂电极的制备
2.2.5 催化剂的析氢性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 Fe3+掺杂NiSe2的晶体结构
2.3.2 Fe3+掺杂NiSe2的微观形貌
2.3.3 Fe3+掺杂NiSe2的析氢性能
2.4 本章小结
第3章 硒纳米线为模板制备一维NiSe2催化剂及其电解水析氢性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器设备与实验药品
3.2.2 一维NiSe2催化剂的制备
3.2.3 材料的物理表征
3.2.3.1 X射线多晶粉末衍射(XRD)分析表征
3.2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析表征
3.2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析表征
3.2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析表征
3.2.4 催化剂电极的制备
3.2.5 催化剂的析氢性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 一维NiSe2的晶体结构
3.3.2 一维NiSe2的微观形貌
3.3.3 一维NiSe2的析氢性能
3.4 本章小结
第4章 以钛板为基底制备一维Ni Se2电解水析氢催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器设备与实验药品
4.2.2 Ti/NiSe2催化剂的制备
4.2.3 材料的物理表征
4.2.4 催化剂电极的制备
4.2.5 催化剂的析氢性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 钛板基体的晶体结构、微观形貌与电化学性能
4.3.2 Ti/NiSe2的晶体结构
4.3.3 Ti/NiSe2的微观形貌
4.3.4 Ti/NiSe2析氢性能
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果与参研项目
致谢
本文编号：3948263
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3948263.html