本文主要研究内容
作者刘培珍（2019）在《过渡金属化合物改性碳基复合材料及电催化性能研究》一文中研究指出：化石能源的开发和利用促进了社会的发展,但是由于人类忽视环境保护和节约资源的重要性,使人类陷入了全球能源匮乏和环境污染的危机中。因此,为了实现各国的繁荣发展,人类理想的绿色生活,寻求新型的可持续清洁能源至关重要。风能、潮汐能、太阳能和地热能等清洁能源由于缺少合适的能源存储技术,阻碍其广泛的应用和发展。用于析氢反应（HER）、氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的电催化剂对一些有前景的清洁能源技术尤为重要,如金属空气电池,燃料电池和水分解产生氢气和氧气等。但是,目前铂基电催化剂和铱/氧化钌贵金属电催化剂因其资源稀缺,成本高和耐久性差等缺点阻碍了这些材料用于可再生能源技术的进一步发展。碳基材料资源丰富,价格低廉,是取代贵金属催化剂作为能源储存转化最理想的电催化剂。本文利用简单沉淀法合成金属有机骨架（MOFs）前驱体,通过不同温度热解得到由掺氮碳壳包裹钴铁混合金属碳化物组成的核壳纳米复合结构,当煅烧温度达到前驱体的分解温度（600℃）时,可得到完整的核壳结构。再进一步加热酸刻蚀除去大多数混合金属芯后,获得由金属（Co,Fe）碳化物纳米团簇嵌入氮掺杂空心碳球的复合碳材料。得到的一系列复合碳材料在HER和ORR中均表现出良好的电催化活性。优化后的空心碳球在酸性介质HER测试中,电流密度为10 mA·cm-2时,过电位为180 mV,塔菲尔斜率为90 mV·dec-1。并且在碱性介质中还表现出优异的ORR活性,具有较高的半波电位（0.82 V（vs.RHE））,电子转移数3.8,稳定性好,耐甲醇毒化能力强,使其成为燃料电池或金属空气电池非常有前途的非贵金属阴极催化剂。在此基础上,将掺氮碳壳包裹的钴铁混合金属碳化物组成的核壳结构进一步低温磷化,得到由掺氮碳壳包裹的钴铁混合金属磷化物组成的一系列核壳结构。由于进一步煅烧磷化,核中金属加速运动,团聚,收缩,获得有空腔的核壳结构。该复合材料用于HER和OER,性能稳定。在酸性介质HER测试中,电流密度为10 mA·cm-2时,过电位为105 mV,塔菲尔斜率为56 mV·dec-1。经过10000圈循环,极化曲线几乎重合,稳定性好。在碱性介质OER测试中,电流密度达到10 mA·cm-2时,过电位为310 mV,塔菲尔斜率为60 mV·dec-1。经过10 h的测试,电流密度始终保持在原始值的70%,性能稳定。因此,金属磷化物在电解水中具有广阔的应用前景,并且对于发展高性能纳米结构的金属磷化物具有重要的借鉴价值。综上,本文由金属有机骨架前驱体热解得到一系列过渡金属改性碳基复合材料,富含微/中孔,这些通道的合成可以产生许多可接近的活性位点,所得到的复合材料在HER、ORR、OER中表现出优异的性能。考虑到MOFs结构丰富的多功能性,本文提出的方法可以扩展到其他多组分纳米复合材料的合成,在可再生能源储存和转化应用方面具有多功能特性。
Abstract
hua dan neng yuan de kai fa he li yong cu jin le she hui de fa zhan ,dan shi you yu ren lei hu shi huan jing bao hu he jie yao zi yuan de chong yao xing ,shi ren lei xian ru le quan qiu neng yuan kui fa he huan jing wu ran de wei ji zhong 。yin ci ,wei le shi xian ge guo de fan rong fa zhan ,ren lei li xiang de lu se sheng huo ,xun qiu xin xing de ke chi xu qing jie neng yuan zhi guan chong yao 。feng neng 、chao xi neng 、tai yang neng he de re neng deng qing jie neng yuan you yu que shao ge kuo de neng yuan cun chu ji shu ,zu ai ji an fan de ying yong he fa zhan 。yong yu xi qing fan ying （HER）、yang hai yuan fan ying （ORR）he xi yang fan ying （OER）de dian cui hua ji dui yi xie you qian jing de qing jie neng yuan ji shu you wei chong yao ,ru jin shu kong qi dian chi ,ran liao dian chi he shui fen jie chan sheng qing qi he yang qi deng 。dan shi ,mu qian bo ji dian cui hua ji he yi /yang hua liao gui jin shu dian cui hua ji yin ji zi yuan xi que ,cheng ben gao he nai jiu xing cha deng que dian zu ai le zhe xie cai liao yong yu ke zai sheng neng yuan ji shu de jin yi bu fa zhan 。tan ji cai liao zi yuan feng fu ,jia ge di lian ,shi qu dai gui jin shu cui hua ji zuo wei neng yuan chu cun zhuai hua zui li xiang de dian cui hua ji 。ben wen li yong jian chan chen dian fa ge cheng jin shu you ji gu jia （MOFs）qian qu ti ,tong guo bu tong wen du re jie de dao you can dan tan ke bao guo gu tie hun ge jin shu tan hua wu zu cheng de he ke na mi fu ge jie gou ,dang duan shao wen du da dao qian qu ti de fen jie wen du （600℃）shi ,ke de dao wan zheng de he ke jie gou 。zai jin yi bu jia re suan ke shi chu qu da duo shu hun ge jin shu xin hou ,huo de you jin shu （Co,Fe）tan hua wu na mi tuan cu qian ru dan can za kong xin tan qiu de fu ge tan cai liao 。de dao de yi ji lie fu ge tan cai liao zai HERhe ORRzhong jun biao xian chu liang hao de dian cui hua huo xing 。you hua hou de kong xin tan qiu zai suan xing jie zhi HERce shi zhong ,dian liu mi du wei 10 mA·cm-2shi ,guo dian wei wei 180 mV,da fei er xie lv wei 90 mV·dec-1。bing ju zai jian xing jie zhi zhong hai biao xian chu you yi de ORRhuo xing ,ju you jiao gao de ban bo dian wei （0.82 V（vs.RHE））,dian zi zhuai yi shu 3.8,wen ding xing hao ,nai jia chun du hua neng li jiang ,shi ji cheng wei ran liao dian chi huo jin shu kong qi dian chi fei chang you qian tu de fei gui jin shu yin ji cui hua ji 。zai ci ji chu shang ,jiang can dan tan ke bao guo de gu tie hun ge jin shu tan hua wu zu cheng de he ke jie gou jin yi bu di wen lin hua ,de dao you can dan tan ke bao guo de gu tie hun ge jin shu lin hua wu zu cheng de yi ji lie he ke jie gou 。you yu jin yi bu duan shao lin hua ,he zhong jin shu jia su yun dong ,tuan ju ,shou su ,huo de you kong qiang de he ke jie gou 。gai fu ge cai liao yong yu HERhe OER,xing neng wen ding 。zai suan xing jie zhi HERce shi zhong ,dian liu mi du wei 10 mA·cm-2shi ,guo dian wei wei 105 mV,da fei er xie lv wei 56 mV·dec-1。jing guo 10000juan xun huan ,ji hua qu xian ji hu chong ge ,wen ding xing hao 。zai jian xing jie zhi OERce shi zhong ,dian liu mi du da dao 10 mA·cm-2shi ,guo dian wei wei 310 mV,da fei er xie lv wei 60 mV·dec-1。jing guo 10 hde ce shi ,dian liu mi du shi zhong bao chi zai yuan shi zhi de 70%,xing neng wen ding 。yin ci ,jin shu lin hua wu zai dian jie shui zhong ju you an kuo de ying yong qian jing ,bing ju dui yu fa zhan gao xing neng na mi jie gou de jin shu lin hua wu ju you chong yao de jie jian jia zhi 。zeng shang ,ben wen you jin shu you ji gu jia qian qu ti re jie de dao yi ji lie guo du jin shu gai xing tan ji fu ge cai liao ,fu han wei /zhong kong ,zhe xie tong dao de ge cheng ke yi chan sheng hu duo ke jie jin de huo xing wei dian ,suo de dao de fu ge cai liao zai HER、ORR、OERzhong biao xian chu you yi de xing neng 。kao lv dao MOFsjie gou feng fu de duo gong neng xing ,ben wen di chu de fang fa ke yi kuo zhan dao ji ta duo zu fen na mi fu ge cai liao de ge cheng ,zai ke zai sheng neng yuan chu cun he zhuai hua ying yong fang mian ju you duo gong neng te xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的刘培珍，发表于刊物郑州大学2019-07-09论文，是一篇关于核壳结构论文,空心碳球论文,金属磷化物论文,析氢反应论文,氧还原反应论文,析氧反应论文,郑州大学2019-07-09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，资料来自郑州大学2019-07-09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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