过渡金属复合电极材料的制备及其催化析氢性能研究

来源 :辽宁大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq382585541
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
能源是人类社会发展的推动力,随着经济社会的发展,人类社会对资源的需求不断加大,人类对地球资源的过度开发和使用导致了严重环境污染和资源匮乏,为人类社会的可持续发展埋下隐患。探索新型清洁能源的开发和利用技术势在必行,其中氢气以各项优势得到了广泛的研究,电解水制氢是目前使用最为广泛的方法,这一方法的研究重点就是电催化剂的设计和制备。本文选用碱性电解水作为析氢制备方法,实验对过渡金属硫族化合物(TMDCs)在碱性条件下的催化析氢性能进行了探究。过渡金属硫族化合物合成实验原料价格低廉,并且生产原料储量丰富,且具有良好的电化学性能,有望成为电催化析氢材料的替代品。引入硫原子提高过渡金属之间的协同效应,引入碲原子可以提高物质间层间距,从而达到减小物质材料电阻的作用。具体实验内容如下:1.通过简单水热法,以氧化石墨烯作为载体,硫脲作为硫源,将Mo、Ni、Co元素硫化负载在氧化石墨烯上制得过渡金属复合电极材料。将所制得的材料进行各项表征以及电化学测试,发现材料表面存在大量孔洞和褶皱,增加了材料的比表面积,使催化活性位点增多;在1.0 mol/L KOH电解质溶液中进行电化学性能测试,GO-2MS,2NS,2CS在碱性条件下具有良好的催化性能。在10 m A/cm~2的电流密度下,它的过电位达到283.2 m V,并且在扫描范围内具有较好的电流响应。此外,该合成材料具有良好的电容保持率和较低的电荷转移电阻,但是稳定性测试前后过电位增加,电流响应显著降低稳定性有待进一步优化。2.首先经过简单水热法制备的过渡金属碲化物,再在700℃的氮气环境下与高纯碲粉进行烧结,引入Te原子,制备出具有低电荷转移阻力,高催化活性的催化材料。Te原子的引入一方面增加了物质层间距,减小传递阻力,另一方面改变各元素之间配位方式,起到良好的协同作用。在10 m A/cm~2的电流密度下,GO-1MT,2NT,3CT的析氢过电位为191.7 m V,Tafel斜率低至42.05 m V/dec,并且在1500次CV曲线的稳定性测试之后能表现出较高的催化活性,拥有很好的稳定性能。
其他文献
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种清洁、高效的能源转化装置,被认为是当前最具有应用前景的能量转换设备之一。但PEMFC的商业化应用仍然受到许多关键性问题的制约,其中主要包括如何提高PEMFC输出性能与解决电池内部水管理问题,这二者均与燃料电池双极板息息相关。通过优化分布在双极板上的流道结构,一方面可以增强传质能力而提高PEMFC输出性能,另一方面可以实现液态水在流道中的高效传输和快速排出。本文
学位
新型二维纳米材料Ti3C2Tx(MXene)因其比表面积大、导电性好、易于功能化等特点在电化学领域常常作为催化剂被修饰至电极表面,但单独作为修饰电极材料,催化作用具有局限性,可将其与其他材料复合,提高修饰电极催化性能。离子液体(ILs)具有良好的萃取性、导电性、极低的挥发性和较宽的电化学窗口,是理想的电极修饰材料。将MXene与ILs共同构筑修饰电极,利用二者的协同作用能够更好地改善修饰电极的催化
学位
随着汽车的保有量逐年增多,汽车事故发生率持续增长,而头颈部损伤为汽车事故中较为常见的损伤形式。头颈部有限元仿真以及试验研究能较好的反应事故中头颈部的损伤形式及损伤机理。所以本课题将通过建立流固耦合的头颈部模型以及进行碰撞试验的方式对头颈部损伤机理进行研究。为获得颈部精细化有限元模型,通过逆向建模方法进行建立。对CT扫描图进行处理,得到颈部椎骨的点云数据,通过曲面片对点云数据进行拟合,填充后得到颈部
学位
车用锂离子电池的性能对温度较为敏感,开发高效节能的电池热管理技术,确保锂离子电池运行在15~35℃的最佳范围内,对锂离子电池意义重大。微通道冷板因体积小且换热系数大等优势广泛应用于车用锂离子电池冷却,冷板结构、通道形状和数量的优化研究是改善其换热性能的关键。本文针对方形电池设计了一种特斯拉阀型通道冷板,在建立的高精度电池热模型基础上开展液冷仿真,优化冷板配置参数,并通过液冷循环实验研究了冷板的换热
学位
2021年,有关部门在遵义市生猪、牛、羊养殖场及屠宰环节开展“瘦肉精”专项监测,养殖环节抽检生猪尿液14369份,牛尿液15588份,羊尿液10139份。屠宰环节抽检猪尿液23570份,牛尿液4479份,羊尿液4680份,瘦肉精检测结果均为阴性,说明遵义市在生猪、牛羊养殖中未存在使用“瘦肉精”的现象。笔者总结了加强监管的措施,为“瘦肉精”监管提供借鉴。
期刊
对投资者来说,股票趋势预测是一项十分重要的工作,但股票涨跌受多种因素影响,要准确预测其涨跌趋势十分困难。机器学习是人工智能领域的一项重要技术,在模拟研究对象的具体特征、处理非线性问题和非平稳数据研究方面具有显著效果。文章利用机器学习中的随机森林和XGboost来研究农林牧渔行业股票的趋势变动,通过实证分析引入了RSI、MOM等指标以提高模型的准确率。利用准确率、AUC值等指标对模型的预测效果进行评
期刊
Pickering乳液因乳化剂用量少,成本低,易于回收分离等优点被广泛应用于各种领域。在催化反应中Pickering乳液体系可以增加两相物质之间的相互接触面积,提高反应速率。在众多稳定Pickering乳液的材料中,Janus粒子因其独特的结构在油水界面具有更高的脱附能从而形成稳定的Pickering乳液,同时对Janus粒子表面进行修饰后,使其既可作为乳化剂,又可作为催化剂,构筑Pickerin
学位
氨是最重要的化学品之一,因为它在化肥生产中具有巨大应用并可作为能源载体。氨的生产主要依靠传统的哈伯-博世高温高压工艺,能耗巨大,环境问题突出。近年来,电催化和光催化固氮法因其环保和经济的特点而成为实现氨绿色生产的主要方法。与传统的NH3生产路线相比,目前正在研究的几种基于液态、熔融盐、固体或由熔融盐和固相组成的复合电解质的电化学合成路线和常温常压条件下的电化学合成路线。有可能大幅减少能源输入(超过
学位
车辆换道始终是交通领域的研究热点之一,换道决策模型是其重要组成部分。车辆换道过程不仅受车辆运行状态影响,还与驾驶员异质性紧密相关,信号博弈能够充分利用智能车获取的实时信息,考虑车行状态和驾驶员异质性的影响,实现安全、高效地换道。本文将基于信号博弈原理开展智能车换道决策模型研究。首先,通过实测获取车辆轨迹数据,筛选出换道数据并对其进行平滑处理,分析车辆换道行为特性,探究换道失败原因,选取后侵入时间P
学位
随着城市化进程的加快,单一的公共交通服务与多元化的居民出行需求之间的矛盾日益突出,政府大力发展公共交通已经成为必然选择。定制公交作为新兴的公共交通方式,具有高效、便捷、灵活等优势,乘客出行需求挖掘是其良性、健康发展的前提基础。本文以威海市为例,基于公共交通数据对定制公交客流转移展开研究。首先,对威海市公交IC卡数据、智能自动车辆定位(Automatic Vehicle Location,AVL)数
学位