本文主要研究内容
作者黄灿（2019）在《改性碳纳米管基双金属磷化合物的制备及其电解水性能研究》一文中研究指出：氢能作为一种非常有前景的新型清洁能源,具有极高的能量密度,并且兼具可循环性和无污染性,使得它有望在未来能够替代传统的化石燃料,构建新一代的可循环能源体系。电解水技术作为一种能够高效生产高纯度氢气的方法,具有相当大的应用前景。但是在反应过程中所需要用到的催化剂限制了电解水技术的进一步应用。贵金属基催化剂虽然能够有较好的催化活性,但是其价格十分昂贵,稳定性无法实现长时间、大电流的生产。因此研究廉价、高活性、高稳定性的电解水催化剂势在必行。因此,本论文拟以碳纳米管为载体,使用简单、可控的液相化学方法以及气相磷化法在碳纳米管表面制备具有纳米结构的过渡金属磷化物。电化学测试证明了这些过渡金属磷化物材料具有高催化活性和高稳定性以及多功能性等优点。将双功能材料分别作为阴阳极直接构建两电极体系的电解池,可以有效降低电解水反应的整体过电位。具体研究内容如下:（1）通过简单的共沉积法和低温磷化法在经过官能团化的碳纳米管上合成了花束状的NiCo2Px纳米片（NiCo2Px/CNTs）。同时存在的微孔、介孔、大孔三级孔道结构提高了对电催化活性位的暴露、加速了传质和气体扩散,从而使材料的整体催化性能得到大幅提高。使用NiCo2Px/CNTs同时作为阴极和阳极,仅需1.61V的电压就可以达到10 mA cm-2的电流密度。通过一维的碳纳米管与二维的NiCo2Px纳米片自组装形成的三维结构赋予了材料在纳米尺度上优异的机械强度,提升了材料的催化稳定性。在1.61 V的电压下经过48 h连续电解后仍可保持94.3%的电流密度。进一步研究分析了NiCo2Px/CNTs的活性位点归属,对其高活性来源做出了合理的解释。（2）使用液相沉积和气相磷化法在官能团化的碳纳米管表面均匀生长了尺径约10 nm的Ni-Fe磷化物/偏磷酸物纳米颗粒(Ni1–x-Fex/P-PO3@CNTs)。通过Fe原子对Ni2P中Ni原子的逐步替换后,发现随着Fe逐渐成为主体元素后,化合物的晶相会逐渐转变为Fe（PO3）2相。以此构建模型探究铁对镍基磷化物OER催化活性的调控,并研究其在OER过程中发生的原位转换。通过一系列的电化学方法如循环伏安法、计时电位法等测试结合XPS谱学表征,归纳并总结出镍铁基磷化物/偏磷酸物在OER过程中受掺杂Fe元素量的影响,使得其最后得到不同晶型的氢氧化物或羟基氧化物,最高活性的催化物种可能是原位生成的Fe掺杂γ-NiOOH。通过对机理的研究后,制得最优比例的Ni0.75-Fe0.25/P-PO3@CNTs材料在1 M KOH下只需239 mV过电位就可以达到10 mA cm-2的OER电流密度。在该电流密度下经过200 h的稳定性测试后,过电位仅上升了15 mV。
Abstract
qing neng zuo wei yi chong fei chang you qian jing de xin xing qing jie neng yuan ,ju you ji gao de neng liang mi du ,bing ju jian ju ke xun huan xing he mo wu ran xing ,shi de ta you wang zai wei lai neng gou ti dai chuan tong de hua dan ran liao ,gou jian xin yi dai de ke xun huan neng yuan ti ji 。dian jie shui ji shu zuo wei yi chong neng gou gao xiao sheng chan gao chun du qing qi de fang fa ,ju you xiang dang da de ying yong qian jing 。dan shi zai fan ying guo cheng zhong suo xu yao yong dao de cui hua ji xian zhi le dian jie shui ji shu de jin yi bu ying yong 。gui jin shu ji cui hua ji sui ran neng gou you jiao hao de cui hua huo xing ,dan shi ji jia ge shi fen ang gui ,wen ding xing mo fa shi xian chang shi jian 、da dian liu de sheng chan 。yin ci yan jiu lian jia 、gao huo xing 、gao wen ding xing de dian jie shui cui hua ji shi zai bi hang 。yin ci ,ben lun wen ni yi tan na mi guan wei zai ti ,shi yong jian chan 、ke kong de ye xiang hua xue fang fa yi ji qi xiang lin hua fa zai tan na mi guan biao mian zhi bei ju you na mi jie gou de guo du jin shu lin hua wu 。dian hua xue ce shi zheng ming le zhe xie guo du jin shu lin hua wu cai liao ju you gao cui hua huo xing he gao wen ding xing yi ji duo gong neng xing deng you dian 。jiang shuang gong neng cai liao fen bie zuo wei yin yang ji zhi jie gou jian liang dian ji ti ji de dian jie chi ,ke yi you xiao jiang di dian jie shui fan ying de zheng ti guo dian wei 。ju ti yan jiu nei rong ru xia :（1）tong guo jian chan de gong chen ji fa he di wen lin hua fa zai jing guo guan neng tuan hua de tan na mi guan shang ge cheng le hua shu zhuang de NiCo2Pxna mi pian （NiCo2Px/CNTs）。tong shi cun zai de wei kong 、jie kong 、da kong san ji kong dao jie gou di gao le dui dian cui hua huo xing wei de bao lou 、jia su le chuan zhi he qi ti kuo san ,cong er shi cai liao de zheng ti cui hua xing neng de dao da fu di gao 。shi yong NiCo2Px/CNTstong shi zuo wei yin ji he yang ji ,jin xu 1.61Vde dian ya jiu ke yi da dao 10 mA cm-2de dian liu mi du 。tong guo yi wei de tan na mi guan yu er wei de NiCo2Pxna mi pian zi zu zhuang xing cheng de san wei jie gou fu yu le cai liao zai na mi che du shang you yi de ji xie jiang du ,di sheng le cai liao de cui hua wen ding xing 。zai 1.61 Vde dian ya xia jing guo 48 hlian xu dian jie hou reng ke bao chi 94.3%de dian liu mi du 。jin yi bu yan jiu fen xi le NiCo2Px/CNTsde huo xing wei dian gui shu ,dui ji gao huo xing lai yuan zuo chu le ge li de jie shi 。（2）shi yong ye xiang chen ji he qi xiang lin hua fa zai guan neng tuan hua de tan na mi guan biao mian jun yun sheng chang le che jing yao 10 nmde Ni-Felin hua wu /pian lin suan wu na mi ke li (Ni1–x-Fex/P-PO3@CNTs)。tong guo Feyuan zi dui Ni2Pzhong Niyuan zi de zhu bu ti huan hou ,fa xian sui zhao Fezhu jian cheng wei zhu ti yuan su hou ,hua ge wu de jing xiang hui zhu jian zhuai bian wei Fe（PO3）2xiang 。yi ci gou jian mo xing tan jiu tie dui nie ji lin hua wu OERcui hua huo xing de diao kong ,bing yan jiu ji zai OERguo cheng zhong fa sheng de yuan wei zhuai huan 。tong guo yi ji lie de dian hua xue fang fa ru xun huan fu an fa 、ji shi dian wei fa deng ce shi jie ge XPSpu xue biao zheng ,gui na bing zong jie chu nie tie ji lin hua wu /pian lin suan wu zai OERguo cheng zhong shou can za Feyuan su liang de ying xiang ,shi de ji zui hou de dao bu tong jing xing de qing yang hua wu huo qiang ji yang hua wu ,zui gao huo xing de cui hua wu chong ke neng shi yuan wei sheng cheng de Fecan za γ-NiOOH。tong guo dui ji li de yan jiu hou ,zhi de zui you bi li de Ni0.75-Fe0.25/P-PO3@CNTscai liao zai 1 M KOHxia zhi xu 239 mVguo dian wei jiu ke yi da dao 10 mA cm-2de OERdian liu mi du 。zai gai dian liu mi du xia jing guo 200 hde wen ding xing ce shi hou ,guo dian wei jin shang sheng le 15 mV。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自广州大学的黄灿，发表于刊物广州大学2019-10-11论文，是一篇关于磷化物论文,偏磷酸物论文,电解水论文,析氢反应论文,析氧反应论文,广州大学2019-10-11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，资料来自广州大学2019-10-11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。