2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、常見的新能源主要有核能、太陽能、風能、海洋能、氫能、生物質(zhì)能,但是由于其受各種因素的影響,存在諸多問題。氫能是一種極具發(fā)展前景的清潔能源,其原料主要是自然界豐富的水資源,但是電解水產(chǎn)生氫氣需要電催化劑材料以降低電解過程的電壓。太陽能、風能、生物質(zhì)能則需要一個儲存電能的系統(tǒng)將產(chǎn)生的多余能量進行儲存,而鋰離子電池是一種很好的儲能裝置。過渡金屬氮/氧化物材料因其具有廉價、地球儲存豐富、環(huán)境友好等優(yōu)點,被廣泛應用于電催化和鋰離子電池材料領(lǐng)域。本

2、論文針對過渡金屬氮/氧化物材料并對其結(jié)構(gòu)以及電化學性能進行研究,主要的研究內(nèi)容如下:
  1.通過水熱法結(jié)合相應的氮化處理,在碳布上生長一種具有三維結(jié)構(gòu)的雙功能柔性非貴重金屬電催化劑Ni3FeN-NPs,利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)等多種表征手段研究樣品的物相、形貌和結(jié)構(gòu),并研究了Ni3FeN-NPs催化全水分解的電催化活性。實驗結(jié)果表明,經(jīng)過氮化后,

3、形貌由納米片變成了納米顆粒。Ni3FeN-NPs在1 M KOH條件下展示了較高的氫氣析出反應(HER)和氧氣析出反應(OER)的電催化活性,在10 mA/cm2的電流密度下展示較低的過電勢分別為238mV和241 mV,塔菲爾斜率分別為46 mV/dec和59 mV/dec。而且,當Ni3FeN-NPs電極作為全水分解的正極和負極時,這個電催化器僅需在1.81 V的電壓就可以讓電流密度達到10 mA/cm2,并且在彎曲的情況下催化活性

4、依然可以維持24 h以上。
  2.首先通過水熱法在碳布上生長鎳鐵層狀雙氫氧化物(NiFe-LDHs),經(jīng)過熱處理得到NiFe2O4納米片,最后經(jīng)過化學氣相沉積法將P摻雜到NiFe2O4納米片中(P-NiFe2O4)。實驗結(jié)果表明,摻雜后,材料的比表面積和結(jié)晶度降低。在堿性條件下(1 M KOH), P-NiFe2O4具有較高的氫氣析出反應(HER)和氧氣析出反應(OER)的電催化活性。P-NiFe2O4電極作為全水分解的正極和負

5、極時,該電催化器僅需1.76 V的電壓就可以讓電流密度達到10 mA/cm2,并且催化活性非常穩(wěn)定,可以維持80 h以上。
  3.采用高溫固相法結(jié)合水熱酸交換合成Nb摻雜的銳鈦礦TiO2(Nb-TiO2):先合成純相的層狀前驅(qū)體 K3Ti5NbO14,以 K3Ti5NbO14模板,再經(jīng)水熱醋酸交換脫水成功合成具有層棒-納米立方體的多級結(jié)構(gòu)的Nb-TiO2。當Nb-TiO2材料作為鋰離子電池的負極材料時具有較高的容量及良好的循環(huán)穩(wěn)

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