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《西北师范大学》 2016年
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磷化钴复合材料析氢性能的研究

马巧玲  
【摘要】:化石能源的过渡依赖,使得我们的经济特别容易受到其它社会因素的影响,化石燃料的过渡利用同时也加剧了空气污染和全球变暖。因此,在合理利用化石能源的基础上,开发清洁、可再生能源替代化石燃料是当今世界所面临的极其紧迫的问题。氢能源具有无污染,原料丰富,热值高等优点,对于解决当前人类所面临的能源危机现状是最佳选择策略之一。但是,人们发现在电解水产氢过程中存在效率低的问题。为了解决这一问题,析氢催化剂的研究成了热点领域之一。研究早已发现,电解水制氢所用的催化剂中,属pt系金属最好,但其稀有性及昂贵的价格等问题极大地限制了催化剂大规模应用的可能性。因此研究了一系列高效稳定且价格低廉的过渡金属化合物作为催化剂。过渡金属磷化物是磷原子进入过渡金属晶格而形成的间隙化合物,具有极强的导电性、高的热稳定性、化学稳定性以及高效的催化性能,极其具备制备高效析氢催化剂的要求。本论文主要集中在制备铁、钴、镍的双金属复合磷化物纳米催化剂及其电化学析氢性能研究。从以下三个方面进行了研究:1.以泡沫镍为基底,先通过电化学沉积的方法在泡沫镍上生长一层双金属氢氧化物前驱体薄膜,然后采用低温磷化的方法,制备了Fe doped CoP纳米材料,在泡沫镍基底上呈现多孔的花簇状结构。通过电化学方法研究发现,在酸性条件下铁的掺入提高了CoP的催化性能。而且在稳定电压下,持续28小时之后,电流密度几乎没有降低。2.以泡沫镍为基底,先通过电化学沉积的方法在泡沫镍上生长了一层二维纳米片状的镍、钴的氢氧化物复合材料的前驱体,采用低温磷化的方法制备了Ni doped Co_2P纳米片。电化学方法研究发现,在酸性条件下复合材料在退火温度为400℃的条件下,具有高效的催化性能和稳定性。3.将泡沫镍作为基底,通过水热法在基底上生长了一层碱式碳酸盐的纳米线。采用低温磷化的方法制备了NiCoP纳米线,其应用于中性或碱性介质中电解水析氢,表现出高的电化学析氢性能及稳定性。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36;TQ116.2

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