金属碳复合材料的制备及电催化析氢性能研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:klzvms1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
开发高性能,稳定的电解水产氢催化剂是实现大规模电解水产氢的关键。理论跟实验研究表明,过渡金属碳复合材料由于其地球储量丰富,电化学性能优异适合大规模制备是在电解水领域代替Pt等贵金属基催化剂的优秀催化剂。通过原子掺杂和提升复合材料活性组分之间的相互作用,来构建不同形貌的多相纳米复合材料,已经被证明可以有效的提升氢气释放反应(HER)的性能。本文开展了以下两个方面的研究,一是基于新的生物质碳材料研究Mo2C与Ni的复合作用构建纤维状HER催化剂;二是利用界面调节的方法,制备具有原位生长相界面的Mo2C/Ni纳米粒子作为优秀的水电解催化剂。主要内容和总结如下:1.通过一步策略成功地合成了Mo2C和金属Ni修饰的碳纤维(Mo2C-Ni-CMF0.2),并证明了其在酸性条件下是氢气析出反应(HER)高效稳定低成本的电催化剂。所获得的Mo2C-Ni-CMF0.2具有优异的HER活性,在10 mA cm?2的电流密度下,具有低的过电势(131 mV),小的Tafel斜率(34.1 mV dec?1)和出色的稳定性。经过高温碳化的棉纤维具有孔结构和大的比表面积,这有利于提高电催化活性。此外,棉纤维还为碳化过程中形成Mo2C提供了碳源。Mo2C和Ni的协同作用以及基于孔结构对H+的吸附,促进了催化剂对电子更好的传递活性。2.通过在Ar氛围下高温碳化由静电纺丝所得的内含NiMoO4的高分子纤维,制备多孔碳纳米纤维包裹的原位形成界面牢固偶联的Mo2C和Ni纳米颗粒(Ni-Mo2C-CNF)。得益于由NiMoO4作为同源双金属前驱,使得在Ni-Mo2C-CNF纤维中原位形成了丰富的Mo2C-Ni的相界面,促进了Ni和Mo2C之间的协同作用,提高了电导率,从而提升了对HER的电催化性能。同时,具有良好封装的Ni-Mo2C活性组分提升了电催化稳定性,多孔碳纳米纤维堆叠起来构成导电网络,促进了质子传输,电子转移和活性位点的暴露。在碱性条件下,在10 mA cm-2的电流密度下过电势为196 mV,Tafel斜率为54.7 mV dec-1。在我们的工作中证明的合成双金属异质结构材料的方法将为构建用于各种重要可再生能源应用的有前途的非贵金属电催化剂提供宝贵的启示。
其他文献
胚胎干(ES)细胞是来源于哺乳动物早期胚胎的一类具有自我更新能力和分化潜能的细胞,它可以分化为机体的任何细胞类型,并具有发育成完整个体的能力。因此,干细胞拥有着巨大的
Sonic Hedgehog(Shh)蛋白是脊椎动物中一种重要的形态发生因子(morphogen),Shh蛋白所介导的信号通路在胚胎时期的细胞分化、组织发育及器官形成中扮演着中心角色。因此,深入
目的:在成功构建egG1Y162-1与egG1Y162-2重组蛋白,并确定其具有良好的抗原性与免疫原性的基础上,将疫苗egG1Y162-1与egG1Y162-2免疫BALB/c小鼠,并用细粒棘球原头呦攻击感染,
肝素(HP)作为抗凝药物在临床上广泛应用,而硫酸乙酰肝素(HS)具有包括抗病毒、抗炎、抗癌等多种生物活性也广受关注。Heparosan是E.coli K5的荚膜多糖,由于具有与HS和HP相类似
单向步进式超声波电机是一种新型驻波型电机,它不仅具有驱动简单、步进式运动等一般超声波电机不具有的特点,而且有体积小、低速大转矩等优点。本文主要研究单向步进式超声波
随着现代桥梁跨度的增大,桥塔高度也随之增高,这导致了桥塔风荷载敏感性的增加,需要设法对其进行振动控制。本文主要将方形截面桥塔作为研究对象,通过布设垂直轴风机改变结构
Schr?dinger方程被广泛地应用于核物理、光学、生命科学等不同领域,但实际中的复杂问题并不易求得其精确解。随着计算机技术的发展,这些复杂问题的数值求解越来越受到重视。
随着社会的快速发展,人们生活中的闲暇时间越来越多,休闲风格也开始走向时尚和健康,近年来广场舞作为一种低消费、高回报的时尚健身方式进入人们的视野,并且迅速在全国各个城市范围内传播,吸引了大量的群众参与进来。而在城市广场舞蒸蒸日上之际,我国乡村地区的居民通过电视或网络平台等渠道接触到广场舞这一运动项目,之后他们将这种运动项目与本地实际相结合,将广场舞以比赛、表演、教学等方式继续在广大农村地区传播,为我
1-氰基环己基乙酸是抗癫痫药物加巴喷丁的重要前体,可通过腈水解酶一步水解进行制备,其制备过程选择性高、条件温和,是一条非常有前景的生物转化路线。但这个过程中存在催化
2006年股权分置改革之后,定向增发由于其发行时间短、操作过程简单的特点成为中国资本市场上备受青睐的再融资方式;国有企业在市场容量较小时期由于分拆上市遗留很多历史问题