本文主要研究内容
作者吴坤（2019）在《氢氧（氧）化物在电解水制氢过程中的电催化研究》一文中研究指出：随着社会的发展,人类的生活水平大大提高。为了维持高水平的生活质量,人类对能源的需求也越来越大。化石燃料在工业革命后给人类带来了极大地能源支持,但由于其数量有限性和燃烧污染问题迫使人们开发可代替的清洁能源。氢能源由于其在地球上储备丰富、形态多样、热值高、利用率高、燃烧产物无污染等特性引起了人们的注意并大量研究。在现有制氢技术中电解水制备氢气是效率最高,并且可持续的方法。由于电解水制备氢气的过程由两个电极反应组成,析氢反应和析氧反应,反应过程需要较高的过电势,消耗过多的电能。为了降低反应过电势需要科学家付出很大的努力设计并合成具有高催化性能、低制造成本、合成方法简单的电催化材料。铂基催化剂和钌、铱基催化剂分别是现在公认的析氢反应和析氧反应最为高效的电催化材料,但因贵金属含量少、价格昂贵而不能被大规模工业使用。过渡金属氧化物和氢氧化物具有高效催化性能并能够在碱性环境中稳定工作,被认为是可替代的催化材料。本工作以Co3O4八面体颗粒和镍铁双金属氢氧化物为电催化剂,结合多种材料表征手段和电化学方法研究了其材料特征和电解水催化活性和稳定性。1.通过一步水热法,在温度调控的单变量条件下,分别在120摄氏度和240摄氏度合成出α和β型片状镍铁双金属氢氧化物。相变导致两种材料分别对析氧反应和析氢反应具有很高的催化活性。在碱性介质中,对于α型催化析氧反应,电流密度为100 mA/cm2时需要施加246 mV的过电势;对于β型催化析氢气反应,电流密度为10 mA/cm2时需要施加93 mV的过电势。取最优化条件全电解水,α和β型片状镍铁双金属氢氧化物分别作为析氧气反应和析氢反应的电极反应催化剂,当电流密度为10 mA/cm2时需要施加1.52 V的电压。20小时的计时电流测试表明材料具有优秀的稳定性。2.通过简单的一步水热法,在泡沫钴基底上原位生长Co3O4八面体颗粒,合成了具有大量{111}高指数面暴露且双电层电容高达154.85 mF/cm2的八面体结构的Co3O4颗粒。由于合成过程中没有加入氧化剂,材料表面富含大量的氧空位和表面羟基集团,几种特性的协同效应使得材料具有高效的析氢反应与析氧反应催化性能。在碱性介质中,对于析氢反应,当电流密度为10 mA/cm2时仅需要施加77.9 mV的过电势,而对于析氧反应过程也仅需要加301.2 mV的过电势,对于全电解过程仅需要1.60 V的电势来维持=10 mA/cm2的电流密度。20小时的耐久性测试充分显示出材料具有超高的催化稳定性。
Abstract
sui zhao she hui de fa zhan ,ren lei de sheng huo shui ping da da di gao 。wei le wei chi gao shui ping de sheng huo zhi liang ,ren lei dui neng yuan de xu qiu ye yue lai yue da 。hua dan ran liao zai gong ye ge ming hou gei ren lei dai lai le ji da de neng yuan zhi chi ,dan you yu ji shu liang you xian xing he ran shao wu ran wen ti pai shi ren men kai fa ke dai ti de qing jie neng yuan 。qing neng yuan you yu ji zai de qiu shang chu bei feng fu 、xing tai duo yang 、re zhi gao 、li yong lv gao 、ran shao chan wu mo wu ran deng te xing yin qi le ren men de zhu yi bing da liang yan jiu 。zai xian you zhi qing ji shu zhong dian jie shui zhi bei qing qi shi xiao lv zui gao ,bing ju ke chi xu de fang fa 。you yu dian jie shui zhi bei qing qi de guo cheng you liang ge dian ji fan ying zu cheng ,xi qing fan ying he xi yang fan ying ,fan ying guo cheng xu yao jiao gao de guo dian shi ,xiao hao guo duo de dian neng 。wei le jiang di fan ying guo dian shi xu yao ke xue jia fu chu hen da de nu li she ji bing ge cheng ju you gao cui hua xing neng 、di zhi zao cheng ben 、ge cheng fang fa jian chan de dian cui hua cai liao 。bo ji cui hua ji he liao 、yi ji cui hua ji fen bie shi xian zai gong ren de xi qing fan ying he xi yang fan ying zui wei gao xiao de dian cui hua cai liao ,dan yin gui jin shu han liang shao 、jia ge ang gui er bu neng bei da gui mo gong ye shi yong 。guo du jin shu yang hua wu he qing yang hua wu ju you gao xiao cui hua xing neng bing neng gou zai jian xing huan jing zhong wen ding gong zuo ,bei ren wei shi ke ti dai de cui hua cai liao 。ben gong zuo yi Co3O4ba mian ti ke li he nie tie shuang jin shu qing yang hua wu wei dian cui hua ji ,jie ge duo chong cai liao biao zheng shou duan he dian hua xue fang fa yan jiu le ji cai liao te zheng he dian jie shui cui hua huo xing he wen ding xing 。1.tong guo yi bu shui re fa ,zai wen du diao kong de chan bian liang tiao jian xia ,fen bie zai 120she shi du he 240she shi du ge cheng chu αhe βxing pian zhuang nie tie shuang jin shu qing yang hua wu 。xiang bian dao zhi liang chong cai liao fen bie dui xi yang fan ying he xi qing fan ying ju you hen gao de cui hua huo xing 。zai jian xing jie zhi zhong ,dui yu αxing cui hua xi yang fan ying ,dian liu mi du wei 100 mA/cm2shi xu yao shi jia 246 mVde guo dian shi ;dui yu βxing cui hua xi qing qi fan ying ,dian liu mi du wei 10 mA/cm2shi xu yao shi jia 93 mVde guo dian shi 。qu zui you hua tiao jian quan dian jie shui ,αhe βxing pian zhuang nie tie shuang jin shu qing yang hua wu fen bie zuo wei xi yang qi fan ying he xi qing fan ying de dian ji fan ying cui hua ji ,dang dian liu mi du wei 10 mA/cm2shi xu yao shi jia 1.52 Vde dian ya 。20xiao shi de ji shi dian liu ce shi biao ming cai liao ju you you xiu de wen ding xing 。2.tong guo jian chan de yi bu shui re fa ,zai pao mo gu ji de shang yuan wei sheng chang Co3O4ba mian ti ke li ,ge cheng le ju you da liang {111}gao zhi shu mian bao lou ju shuang dian ceng dian rong gao da 154.85 mF/cm2de ba mian ti jie gou de Co3O4ke li 。you yu ge cheng guo cheng zhong mei you jia ru yang hua ji ,cai liao biao mian fu han da liang de yang kong wei he biao mian qiang ji ji tuan ,ji chong te xing de xie tong xiao ying shi de cai liao ju you gao xiao de xi qing fan ying yu xi yang fan ying cui hua xing neng 。zai jian xing jie zhi zhong ,dui yu xi qing fan ying ,dang dian liu mi du wei 10 mA/cm2shi jin xu yao shi jia 77.9 mVde guo dian shi ,er dui yu xi yang fan ying guo cheng ye jin xu yao jia 301.2 mVde guo dian shi ,dui yu quan dian jie guo cheng jin xu yao 1.60 Vde dian shi lai wei chi =10 mA/cm2de dian liu mi du 。20xiao shi de nai jiu xing ce shi chong fen xian shi chu cai liao ju you chao gao de cui hua wen ding xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东师范大学的吴坤，发表于刊物山东师范大学2019-07-06论文，是一篇关于电催化论文,过渡金属氢氧氧化物论文,温度调控论文,氧缺陷论文,表面羟基论文,山东师范大学2019-07-06论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东师范大学2019-07-06论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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