本文主要研究内容
作者王艺璇（2019）在《超细Co2P基纳米棒的制备及电化学储能性质研究》一文中研究指出：众所周知,日益增长的全球能源需求和伴随而来的气候变化以及环境问题正促使科学家们寻找可持续和环境友好的替代能源来取代化石能源。锂离子电池作为电化学储能的方式,一直受到科学家的广泛关注。然而由于地壳中锂资源的稀缺性和分布不均,寻找替代性的电化学储能系统势在必行。钾在地球上的储量丰富且生产成本较低,因此钾离子电池成为目前新能源领域重要研究课题之一。理论计算表明金属磷化物具有高的电荷存储理论比容量,因此在钾离子电池领域金属磷化物被认为是新型的储能电极材料。但是,由于钾离子半径较大,在电化学反应过程中电极材料体积膨胀较大,容易引起电极材料从集流体上脱落等问题,导致循环稳定性较差。针对上述研究背景,本论文设计合成了超细Co2P基纳米棒并对其储能性质进行研究,取得了以下的研究成果:首先我们设计合成了直径约4 nm,长度约65 nm的超细Co2P基纳米棒,并将其与还原性氧化石墨烯复合制成Co2P@rGO结构,通过复合rGO,Co2P@rGO表现出了优异的钾离子电池性能,循环稳定性可达数千圈。Co2P@rGO复合电极在电流密度是20 mA g-1时充电比比容量可以达到374 mA h g-1,倍率性能可以达到141 mA h g-1。尤其让人印象深刻的是,Co2P@rGO复合电极在经过5000次循环之后,仍然有54%的比容量保持率,在最初的200次循环之后比容量几乎没有衰减。除此之外,我们把Co2P@rGO作为负极制作了混合离子电容器,电容器的能量/功率密度可以达到87 W h kg-1/4260 W kg-1,并且具有良好的稳定性。因此,我们认为Co2P@rGO负极复合材料是提高钾离子存储性能的理想材料,具有极大的应用前景。另外,我们研究了Co2P纳米棒和Mo、Mn掺杂Co2P纳米棒对析氢反应催化性能的影响。过渡金属掺杂是调节电催化剂析氢反应（HER）催化性能的一种可能途径。在本文中,我们报道了在Co2P纳米棒中掺杂钼元素（Mo-Co2P）和锰元素（Mn-Co2P）作为一种高效的析氢反应电催化剂。电化学实验表明,钼和锰的掺杂提高了Co2P的催化活性。在相同电流密度下,Mo-Co2P和Mn-Co2P电极的过电位比Co2P电极的过电位要低得多。在0.5 M H2SO4溶液中,当电流密度为10 mA cm-2时,Co2P的过电位为581 mV,而相同电流密度下,Mn-Co2P和Mo-Co2P过电位仅为313 mV和245 mV。密度泛函理论计算结果表明,与Co2P相比,Mn-Co2P和Mo-Co2P的热中性氢吸附自由能更强,从而使其活性增强,具有更高的催化性能。本文通过简单的方法合成了Co2P基超细纳米棒材料,其在钾离子电池领域和析氢反应催化领域具有优良的性质,本论文的研究成果对于可再生能源的研究和发展有一定的借鉴意义。
Abstract
zhong suo zhou zhi ,ri yi zeng chang de quan qiu neng yuan xu qiu he ban sui er lai de qi hou bian hua yi ji huan jing wen ti zheng cu shi ke xue jia men xun zhao ke chi xu he huan jing you hao de ti dai neng yuan lai qu dai hua dan neng yuan 。li li zi dian chi zuo wei dian hua xue chu neng de fang shi ,yi zhi shou dao ke xue jia de an fan guan zhu 。ran er you yu de ke zhong li zi yuan de xi que xing he fen bu bu jun ,xun zhao ti dai xing de dian hua xue chu neng ji tong shi zai bi hang 。jia zai de qiu shang de chu liang feng fu ju sheng chan cheng ben jiao di ,yin ci jia li zi dian chi cheng wei mu qian xin neng yuan ling yu chong yao yan jiu ke ti zhi yi 。li lun ji suan biao ming jin shu lin hua wu ju you gao de dian he cun chu li lun bi rong liang ,yin ci zai jia li zi dian chi ling yu jin shu lin hua wu bei ren wei shi xin xing de chu neng dian ji cai liao 。dan shi ,you yu jia li zi ban jing jiao da ,zai dian hua xue fan ying guo cheng zhong dian ji cai liao ti ji peng zhang jiao da ,rong yi yin qi dian ji cai liao cong ji liu ti shang tuo la deng wen ti ,dao zhi xun huan wen ding xing jiao cha 。zhen dui shang shu yan jiu bei jing ,ben lun wen she ji ge cheng le chao xi Co2Pji na mi bang bing dui ji chu neng xing zhi jin hang yan jiu ,qu de le yi xia de yan jiu cheng guo :shou xian wo men she ji ge cheng le zhi jing yao 4 nm,chang du yao 65 nmde chao xi Co2Pji na mi bang ,bing jiang ji yu hai yuan xing yang hua dan mo xi fu ge zhi cheng Co2P@rGOjie gou ,tong guo fu ge rGO,Co2P@rGObiao xian chu le you yi de jia li zi dian chi xing neng ,xun huan wen ding xing ke da shu qian juan 。Co2P@rGOfu ge dian ji zai dian liu mi du shi 20 mA g-1shi chong dian bi bi rong liang ke yi da dao 374 mA h g-1,bei lv xing neng ke yi da dao 141 mA h g-1。you ji rang ren yin xiang shen ke de shi ,Co2P@rGOfu ge dian ji zai jing guo 5000ci xun huan zhi hou ,reng ran you 54%de bi rong liang bao chi lv ,zai zui chu de 200ci xun huan zhi hou bi rong liang ji hu mei you cui jian 。chu ci zhi wai ,wo men ba Co2P@rGOzuo wei fu ji zhi zuo le hun ge li zi dian rong qi ,dian rong qi de neng liang /gong lv mi du ke yi da dao 87 W h kg-1/4260 W kg-1,bing ju ju you liang hao de wen ding xing 。yin ci ,wo men ren wei Co2P@rGOfu ji fu ge cai liao shi di gao jia li zi cun chu xing neng de li xiang cai liao ,ju you ji da de ying yong qian jing 。ling wai ,wo men yan jiu le Co2Pna mi bang he Mo、Mncan za Co2Pna mi bang dui xi qing fan ying cui hua xing neng de ying xiang 。guo du jin shu can za shi diao jie dian cui hua ji xi qing fan ying （HER）cui hua xing neng de yi chong ke neng tu jing 。zai ben wen zhong ,wo men bao dao le zai Co2Pna mi bang zhong can za mu yuan su （Mo-Co2P）he meng yuan su （Mn-Co2P）zuo wei yi chong gao xiao de xi qing fan ying dian cui hua ji 。dian hua xue shi yan biao ming ,mu he meng de can za di gao le Co2Pde cui hua huo xing 。zai xiang tong dian liu mi du xia ,Mo-Co2Phe Mn-Co2Pdian ji de guo dian wei bi Co2Pdian ji de guo dian wei yao di de duo 。zai 0.5 M H2SO4rong ye zhong ,dang dian liu mi du wei 10 mA cm-2shi ,Co2Pde guo dian wei wei 581 mV,er xiang tong dian liu mi du xia ,Mn-Co2Phe Mo-Co2Pguo dian wei jin wei 313 mVhe 245 mV。mi du fan han li lun ji suan jie guo biao ming ,yu Co2Pxiang bi ,Mn-Co2Phe Mo-Co2Pde re zhong xing qing xi fu zi you neng geng jiang ,cong er shi ji huo xing zeng jiang ,ju you geng gao de cui hua xing neng 。ben wen tong guo jian chan de fang fa ge cheng le Co2Pji chao xi na mi bang cai liao ,ji zai jia li zi dian chi ling yu he xi qing fan ying cui hua ling yu ju you you liang de xing zhi ,ben lun wen de yan jiu cheng guo dui yu ke zai sheng neng yuan de yan jiu he fa zhan you yi ding de jie jian yi yi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的王艺璇，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于基纳米材料论文,超细纳米棒论文,钾离子电池论文,催化性能论文,吉林大学2019-06-25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，资料来自吉林大学2019-06-25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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