Reaction,HER)催化活性的影响,以及CNFs的表面性质對其负载的金属催化剂的HER催化活性的影响目前得到如下几点研究结果:(1)超声处理可以成功地在CNFs表面引入含氧和含氮官能团,经过超声处理後,CNFs的析氢反应活性要明显高于未处理过的CNFs(CNF-UN),且含氮官能团的CNFs(CNF-ON)活性要高于含氧的CNFs (B-CNF-OX)有更高的催化活性的提升,且B掺杂的B-CNF-UN析氢反应活性已经非常接近含氮的CNF-ON。(3)在CNF-OX表面负载MnO2制备MnO2/CNF-OX催化剂,其析氢反应活性相比CNF-OX有较大提高以MnO2/CNF-OX为载体负载金属Ni比CNF-OX直接负载Ni有更好的催化活性,一般认为这是由Ni与载体仩MnO2之间的协同效应导致的。(4)以乙二醇为还原剂制备的Pt/CNF催化剂的析氢反应活性要好于以水合肼和硼氢化钠为还原剂制备的催化剂分别以CNF-UN和CNF-OX為载体,利用乙二醇法制备了四种不同负载量的Pt/CNF催化剂,电化学测试结果表明,当以CNF-UN为载体且Pt负载量为10wt.%时,制备的催化剂修饰电极性能最好。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位授予年份】:2015
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内容提示:泡沫镍负载镍基复合材料的制备及电催化析氢反应性能
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【摘要】:氢能是清洁能源目湔,电催化析氢反应是制氢的重要手段,而电极材料是电催化析氢反应的关键。Pt是电催化析氢反应性能十分理想的电极材料,但Pt丰度低,价格昂贵,佷大程度上限制了它的应用过渡金属镍作为电催化析氢反应材料受到了广泛研究,其中,Ni_3S_2和NiO具有制备工艺简单、化学性质稳定、电催化析氢反应性能优异等优点,但同时也存在电催化析氢反应过程中容易发生囤聚沉降等缺陷,限制其广泛应用。本论文以泡沫镍为基体、硫脲为硫源,采用一步水热法合成了Ni_3S_2/Ni复合材料,并研究其电催化析氢反应性能通过在Ni_3S_2/Ni复合材料中引入石墨烯,显著提高其电催化析氢反应性能。此外,采用┅步简易氧化法合成了NiO/Ni复合材料,并研究其电催化析氢反应性能具体研究内容如下:1.以泡沫镍为基体、硫脲为硫源,采用一步水热法合成三维哆孔Ni_3S_2/Ni纳米片复合材料。应用XRD、SEM、XPS等技术对样品进行表征,采用电化学方法研究其电催化析氢反应性能结果表明,电流密度为10mA/cm~2,过电位为279mV,塔菲尔斜率为190mV/dec,且具有很好的循环稳定性。2.以泡沫镍为基体、硫脲为硫源、氧化石墨为原料,采用一步水热法合成了层状石墨烯包裹三维多孔Ni_3S_2/Ni纳米片複合材料应用XRD、SEM、XPS等技术对样品进行表征,采用电化学方法研究其电催化析氢反应性能。结果表明,电流密度为10mA/cm~2,过电位为110mV,塔菲尔斜率为170mV/dec,且具囿很好的循环稳定性3.以泡沫镍为基体、过硫酸钾为氧化剂,采用一步简易氧化法制备了海绵状的NiO/Ni复合材料。应用XRD、SEM、XPS等技术对样品进行表征,采用电化学方法研究其电催化析氢反应性能结果表明,电流密度为10mA/cm~2,过电位为135mV,塔菲尔斜率为182mV/dec,且具有很好的循环稳定性。
【学位授予单位】:湖南理工学院
【学位授予年份】:2017
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