TMAC-POMs_CB复合材料的制备及电催化析氢性能研究.pdf

目录

摘要I

ABSTRACTIII

第一章绪论1

1.1前言1

1.2电催化分解水2

1.3电催化析氢反应的催化剂4

1.3.1多金属氧酸盐的概述8

1.3.2原子团簇催化剂的概述11

1.4金属­载体相互作用16

1.5选题依据及意义17

第二章实验材料、设备及性能表征方法19

2.1主要实验试剂和设备19

2.1.1主要实验试剂及药品19

2.1.2主要实验仪器19

2.2材料的表征方法20

2.2.1X射线衍射分析(XRD)20

2.2.2透射电子显微镜(TEM)20

2.2.3高角度环形暗场(HADDF­STEM)20

2.2.4X射线能谱仪(EDS)20

2.2.5X射线光电子能谱(XPS)21

2.2.6紫外­可见固体紫外漫反射光谱(UV­Vis­DRS)21

2.3电化学析氢性能测试21

2.3.1循环伏安法(CV)21

2.3.2线性扫描伏安法(LSV)22

2.3.3塔菲尔曲线(Tafel)22

2.3.4双电层电容(C)22

dl

2.3.5循环稳定性测试23

第三章CoAC-SiW12/CB复合材料的制备及电化学析氢性能的研究..24

3.1引言24

3.2实验部分25

3.2.1制备CoAC­SiW12/CB催化剂25

3.2.2工作电极的制备25

3.3实验结果与讨论25

3.3.1催化剂的表征与分析25

3.3.2电化学析氢性能的分析31

3.4本章小结35

第四章CuAC-SiW12/CB复合材料的制备及电化学析氢性能的研究..37

4.1引言37

4.2实验内容38

4.2.1电催化剂的合成38

4.2.2工作电极的制备38

4.3实验结果与讨论38

4.3.1催化剂的表征与分析38

4.3.2电解水析氢性能分析44

4.4本章小结49

第五章CoAC-SiW11Co/CB复合材料的制备及电化学析氢性能的研究

50

5.1引言50

5.2实验内容51

5.2.1电催化剂的合成51

5.2.2工作电极的制备51

5.3实验结果与讨论51

5.3.1表征分析51

5.3.2电解水析氢性能分析58

5.4本章小结63

第六章结论与展望65

6.1结论65

6.2展望66

参考文献68

致谢82

攻读学位期间主要研究成果91

贵州师范大学学位论文原创性声明92

贵州师范大学学位论文使用授权书92

摘要

迄今为止，地球上的不可再生能源被人们过度开采，造成能源

短缺，这促使科学家寻找可再生的新能源来替代不可再生能源。氢

气具有高能量密度和环保性质，可以作为一种理想的清洁能源，在

当前的能源系统中扮演石油的角色，前提是既有能源效率又有经济

效益的氢气生产工艺。电解水制氢是一种高效且对环境友好的方法。

但是电解水制氢的反应势垒高，最有效的催化剂依赖于Pt基材料。

因此，需要开发低成本、高效、稳定的电催化析氢反应催化剂。

多金属氧酸盐(POMs)因其具有丰富的过渡金属源、拥有良好的

氧化还原能力，能够可逆地接受和释放一个或多个电子；同时多金

属氧酸盐的尺寸、组成、电荷和结构上具有多样性