非貴金屬催化劑的設(shè)計(jì)及其在電催化水氧化中的性能研究.pdf

1、隨著人類社會發(fā)展進(jìn)程的加快，給自然環(huán)境帶來了很多負(fù)面影響，其中最為嚴(yán)重的是能源短缺和環(huán)境破壞問題。為了應(yīng)對上述問題，人類開始尋求更清潔、更廉價(jià)和更有效的能源供給方式。氫能具有清潔、便利、環(huán)保和可再生等諸多優(yōu)勢，被視為是當(dāng)前清潔能源發(fā)展中的重要技術(shù)手段，是全球科研工作者的的關(guān)注焦點(diǎn)。電催化水分解的最佳催化材料是貴金屬材料(IrO2和RuO2)，由于貴金屬的稀有性和成本昂貴等原因，因此限制了其在氫中的實(shí)際應(yīng)用。電催化水分解制氫，是目前普遍認(rèn)

2、為很有前景的新能源技術(shù)之一，而受到科研工作者的重視。因此尋找和制備低廉、高效、穩(wěn)定和環(huán)保的非貴金屬催化劑變得尤為重要，也是全球科學(xué)家研究的主要課題。目前過渡金屬因其存儲量大和對環(huán)境友好的特點(diǎn)，被人們大量用來制備催化劑用于電催化水分解中。本文通過設(shè)計(jì)硒化鎳基催化劑來研究電催化分解水中的重要半反應(yīng):氧氣析出反應(yīng)(OER)，通過對硒化鎳納米材料作為進(jìn)一步研究對象，使硒化鎳基電極進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效電解水。本論文具體內(nèi)容主要包括以下兩個(gè)個(gè)方面:(1)

3、通過離子交換法法，將鈷離子摻雜到硒化鎳基電極上，用于電催化水分解。(2)通過簡單的溶劑熱合成，在硒化鎳基上制備均一的羥基氧化物，并應(yīng)用于電催化水氧化中。
　　(1)通過離子交換法制備了鈷離子摻雜到硒化鎳基電極上納米材料，并研究了材料的電解水氧化性能。通過以硒化鎳納米線陣列為基地，用鈷離子作為交換陽離子，摻雜到硒化鎳納米線陣列的表面上。改進(jìn)后的催化劑表現(xiàn)出較高的性能和優(yōu)異的穩(wěn)定性。這些結(jié)果表明通過該方法得到的納米材料相比未摻雜的納米