一、HTMAB对碳电极上电解水的促进作用（论文文献综述）
侯雪斌[1]（2021）在《二硫化钼及磷化钼基复合材料的制备及其电催化性能研究》文中提出化石能源引起的能源危机与环境问题受到了人们的日益强烈的关注。氢气作为一种众所周知的清洁能源,其相关的制备技术的发展得到了广泛的研究,其中水电解制氢赋予氢能巨大发展前景。然而电解水制氢中由于电极过电势的存在,往往导致所需的电压值远高于理论值,因此,研发高效、稳定且经济环保的催化剂是电解水制氢发展的重要环节。本论文集中于二硫化钼及磷化钼复合催化剂的三维结构设计与构建,探讨其制备工艺并研究其催化性能,从而全面探索其在电催化领域的应用价值与潜能。主要的研究内容包括以下几个方面:（1）MoS2三维球体构建,增加活性位点暴露。采用煅烧-溶剂热硫化两步法制备出尺寸均匀、单独分散的MoO3-MoS2复合纳米球。详细研究分析了煅烧过程升温速率和硫化时间对MoO3-MoS2球体的组分、形貌与结构的影响。进一步讨论了不同工艺参数制备的催化剂的电催化析氢性能,其中优化条件下制备的MoO3-MoS2复合纳米球在酸性电解液中具有良好的析氢活性:过电位为200 m V,Tafel斜率为74 m V dec-1,远远优于块状MoS2。另外,通过监测其结构的演变过程,对其特殊结构的形成机理进行了探究,得到以“奥式熟化”为驱动的形成机理。该制备方法实现MoS2三维球体结构的可控化,使MoS2纳米片进行三维立向生长,抑制片层的堆垛,大大增加活性位点的暴露,从而有效提高催化活性。（2）引入多孔导电基体,实现MoS2的“限域式”生长,提高导电率。针对过渡金属化合物导电性差的问题,将金属有机框架材料（MOFs）热转化得到的钴/氮-掺杂的多孔碳笼作为支撑基体,将MoS2纳米片生长其中,得到多孔复合催化剂MoS2/Co-N-CN2。详细研究了MoS2负载量和碳化温度对催化剂结构及性能的影响,得到的高效催化剂MoS2/Co-N-CN2不仅具有出过电位为180 m V的优异的析氢活性,同时在碱性环境中展现出良好的析氧性能,可作为析氢析氧双功能催化剂使用。本章中钴/氮-掺杂的多孔碳笼优异的导电性及独特的多孔结构,不仅加快了催化剂的电子传输速率,同时为MoS2纳米片的生长提供了“限域式”支撑,使其生成更多的活性位点终端S。本章研究表明MOFs不仅是理想的金属-碳氮导电材料的前驱体,同时作为纳米催化剂载体可以为纳米MoS2提供“限域”优势,该策略可以推广应用到其他的纳米催化剂的负载及生长的制备上。（3）设计碳包覆结构,形成多层次三维导电网络结构,抑制颗粒的团聚。上述电极材料的颗粒结构难以避免团聚问题,为解决颗粒团聚问题,本章引入具有卓越导电性的还原石墨烯片（r GO）。同时通过设计碳包覆结构,有效提高其导电率和稳定性。MoP微晶、碳球和r GO片三者相互关联,构成多层次的三维网络结构,该结构的构建不仅有效解决了MoP微晶及颗粒的团聚问题,更提供了丰富导电通路,极大的提高了电子传输速率,有效促进催化反应的进行。制备的催化剂MoP/C-r GO复合片在酸性和碱性条件下分别展现出Tafel斜率为69 m V dec-1和87 m V dec-1优异的催化活性。另外碳包覆结构使其作为锂离子电池的负极材料时,展现出杰出的循环稳定性,即使在第100个循环周期后,电极的放电/充电比容量依然达到643.7/628.7 m A h g-1。（4）构建三元异质体系,发挥协同效应。采用原位生长的方式将MOFs生长于聚丙烯腈（PAN）静电纺纳米纤维表面,经过预氧化及硫化过程可得到具有独特的皮芯结构的MoS2/C@Co9S8三元异质纳米纤维。具有优异导电性的碳纤维上均匀的生长着MoS2/Co9S8纳米颗粒,这种结构极大的提高电子传输的速率,有利于电解质的快速扩散和产物气体的释放,从而提高催化剂的催化效率。三元异质体系的构建不仅兼备了单独活性组分的特质,同时发挥了异质协同效应,从而使制备的MoS2/C@Co9S8三元异质纳米纤维展现出优异的析氢性能和析氧性能,可作为高效双功能催化剂。（5）金属镍掺杂磷化钼,制备柔性一体式自支撑电极。通过简单的“一锅法”实现Ni/Mo共掺杂聚多巴胺在碳布基底上的负载,结合高温磷化得到镍掺杂磷化钼/碳球/碳布（Ni-MoP@C/CC）自支撑电极。结果证明,镍掺杂有效提高了电极材料的电化学活性面积,提高其电导率。制备的柔性催化剂可以直接作为电极进行使用,在酸性和碱性环境下均展现出高效的催化效率,Tafel斜率分别可以达到63 m V dec-1和72 m V dec-1,在同类催化剂中具有很大的优势。另外,研究表明镍掺杂镍掺杂改性可以成功提升磷化钼的电化学性能,该方法有望扩展应用到其他过渡金属化合物的改性设计中。
吴琳[2]（2021）在《Fe3+/Fe2+催化作用下木质素辅助电解水阳极电化学性能研究》文中认为
张永霞[3]（2021）在《镍、钴基多级次纳米结构的界面调控及电解水性能研究》文中研究表明
杨柳[4]（2021）在《Co-N-C基材料的制备及电催化性能研究》文中进行了进一步梳理
李天天[5]（2021）在《聚合物基柔性电极的构建及其在电催化水裂解中的应用》文中进行了进一步梳理水裂解做为解决当今能源储存和转换问题的一个有效途径得到了研究者们的广泛关注,为了促进快速的水裂解并使其能早日工业化应用,需要寻找一种同时具备优异的催化性能,较好的催化稳定性以及制备方便,使用便捷的催化剂。然而目前常见的催化剂都只能通过滴涂的方式修饰在玻碳电极上,不能独立做为工作电极使用。而玻碳电极本身具有较复杂的前处理和后处理步骤,并且不易保存,易碎。因此,需要发展一种新的独立自支撑的柔性电极,以更加方便的应用于电催化水裂解过程中。基于以上所述,本文采用不同的方式构建了柔性电极,并探究了其在催化过程中的机理。具体内容如下:（1）柔性电极的构建是使水裂解进一步实际应用的重要环节。本文探究了聚合物与无机材料的复合方式,并研究了其在催化过程中的催化机理。通过将PVA与CNTs混合以平板流延法蒸发溶剂,制得了柔性导电薄膜。将经过不同强度拉伸的膜剪裁成适当的尺寸并通过电沉积在其上沉积一层Ni（OH）2制得了最终催化剂。对于OER,经过拉伸的复合膜的催化性能比拉伸之前,在1 M KOH中,达到20 mA cm-2的过电位为320mV。对于HER,在0.5M H2SO4中,达到10 mA cm-2的电流密度需要217.5 m V的过电位。同时,根据表征可知,在对膜进行拉伸的过程中,复合膜中的CNTs逐渐对齐,增加了复合膜的导电性,而CNTs与PVA之间存在着电子转移,从而产生了活性位点,促进了复合膜催化性能的提升。（2）碳布（CC）自身优异的柔性特性使得其在构建柔性电极方面具有较大的优势。本文选择以CC为柔性基底,采用电沉积的方式以电聚合制备了二配体N,N’-双（水杨烯）-乙二胺镍配合物（Ni（salen））聚合物,使在CC上以细小颗粒的形式均匀分布。表征表明,在电活化和电催化催化后催化剂内部发生了变化,首先分子链发生断裂,同时,在电催化后,由于Ni被氧化成高价态的Ni,其进一步成为新的活性位点,促进催化性能。进一步测试了催化剂在稳定性测试后的电子结构,与稳定性测试前后的XPS并未发生明显变化,表明了催化剂具有良好的稳定性。（3）柔性电极的构建有利于在电催化水裂解中的进一步应用。本文以柔性聚合物PPy为柔性基底,采用多电位沉积的方式,向PPy中掺入Rh纳米粒子。在该复合Rh/PPy膜中,Rh的掺入增强了PPy的导电性,而PPy为Rh粒子提供基底,使Rh可以更加均匀的分散在PPy中,增大比表面积的同时使得活性位点的暴露。其中Rh做为给电子的一方,将电子转移至PPy中的N位上,从而形成活性位点Rh与PPy之间存在电子转移。电催化性能表明,该复合膜在HER中的过电位为59.5 mV,塔菲尔斜率也仅为50.78 mV dec-1,同时还具有超长的稳定性。同时,该膜电极还可以被任意弯折成不同的形状,并且在弯曲后仍然保持与弯折前基本相似的催化性能,表明催化剂具有较好的稳定性。
李向军[6]（2021）在《钯基纳米材料的制备及电催化氢化还原脱氯性能研究》文中进行了进一步梳理氯酚（CPs）是水处理中典型的难降解有毒污染物,具有致畸、致癌、致突变和遗传毒性,其结构中的芳香环和氯原子形成稳定的共轭体系,导致氯酚在环境中很难降解,氯原子数量越多,毒性越强,越难被降解,现已被大多数国家列为优先控制污染物。在众多处理技术中,电催化氢化还原脱氯技术（EHDC）由于高效、无二次污染、操作简单、条件温和等优势具有广泛的应用前景。贵金属钯（Pd）是活性较高的EHDC催化剂,但因地球储量低,价格昂贵,限制了该技术的推广应用;为了降低应用成本,提高Pd的催化活性,本论文重点探究了EHDC反应机制和催化剂活性调控策略,以寻求更加快速高效Pd基催化材料。本文制备的Pd基催化剂为负载型催化剂,载体分别为碳（C）和不同N含量的N掺杂TiO2（N/TiO2）,包括不同Pd暴露晶面的Pd-C和不同N含量的Pd-N/TiO2催化剂,通过高分辨透射电镜（HRTEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）及X-射线衍射（XRD）等表征分析了催化剂的晶体结构、表明结构、元素电子态等。通过实验和理论计算结合,基于晶面依耐性研究探究了金属Pd表面的电催化氢化脱氯机制;构建异质结诱导的载体效应,优化Pd电子结构,提高了电催化脱氯性能。（1）本文通过研究不同Pd晶面对电催化脱氯性能的影响,确定了Pd上具有催化作用的表面结构,阐明了电催化加氢脱氯反应的机制。在-0.70～-0.95 V（vs.Ag/Ag Cl）电位下研究了Pd对2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的EHDC性能,揭示了Pd晶面的特定活性序列。在-0.70～-0.80 V电位范围内,Pd（110）>Pd（100）>Pd（111）;在-0.80～-0.90 V电位范围内,Pd（111）>Pd（100）>Pd（110）;在-0.95 V电位下,Pd（111）>Pd（110）>Pd（100）。通过将这些活性序列与活性氢（H*）生成速率及2,4-DCP和苯酚（P,主要的EHDC产物）在三种Pd晶面上的吸附强度耦合,本文确定了EHDC效率在-0.70～-0.75 V的电位下受H*产率控制,在-0.80～-0.90 V的电位下受Pd的苯酚脱附动力学控制,在大于-0.95V的电位下受电离的2,4-DCP与阴极之间的电场诱导排斥力强度所控制。当进一步将晶面效应与Pd原子的电子/几何结构相关联时,还证明了Pd表面H*生成的活性位点密度和d band center是影响EHDC效率的两个关键结构特征。具有较大活性位点密度的Pd（110）和具有较低d band中心的Pd（111）被认为是促进H*生成和苯酚脱附的理想晶面。本研究为深入探索电催化加氢脱氯的反应机制和提高Pd基催化剂的EHDC性能提供了有效的策略。（2）通过半导体载体的能带结构构建了一种新颖的策略,优化Mott-Schottky异质结界面处的金属-载体相互作用,进而增强金属电催化作用。本文在不同温度下煅烧前驱体氮化钛（Ti N）,制备出不同N含量的N掺杂TiO2半导体,然后利用原位湿化学还原法制备了Pd-N/TiO2电催化剂,该催化剂的EHDC效率和质量活性都优于传统Pd-C。结合XPS和UV分析证实半导体的禁带宽度减小,导带位置上移,该催化剂能够增强界面电荷传输,促进载体的电子向Pd转移,且Pd-N450催化剂中的Pd具有最佳电子密度,从而平衡其吸附2,4-DCP和P的能力,提升EHDC性能。其次,TiO2的引入产生了氢溢流效应,增加了脱氯反应活性位点,提高了H*的利用率。这一策略为设计更加高效的催化剂提供了参考,同时提升了EHDC技术在实际环境修复中的经济效益。
王佳佳[7]（2021）在《非贵金属电解水催化剂的制备及其性能研究》文中进行了进一步梳理环境污染、能源短缺问题日益严重,开发清洁可再生的新型能源刻不容缓。氢能凭借其清洁无污染、来源丰富可再生的优点被广泛关注。电解水是一种绿色的制氢方法,水在电解时,阴极发生还原反应产生氢气,而阳极发生氧化反应产生氧气,过程中不产生污染物。在实际生产反应中,需要选择合适的催化剂来降低析氢与析氧过电位,以节约能耗。目前最好的析氢催化剂是贵金属Pt,析氧催化剂是IrO2,然而高成本、低丰度的特点限制了贵金属催化剂的大规模使用。因此,对来源丰富、成本低廉的非贵金属催化剂进行开发、制备创新与结构设计,是目前的研究趋势。首先,对于析氢反应,设计了一种由内而外渗碳法制备二维的Mo2C。先是利用化学包覆法在硅片表面包覆碳层,再磁控溅射沉积钼层,然后加热原位渗碳碳化。通过调控碳层钼层的厚度,可以简单直接的制备出无积碳的表层富钼的碳化钼。由结构表征与电化学测试可知,相比于表层富碳的Mo2C,表层富钼的Mo2C表现出更加优异的析氢性能,在1.0 M KOH的碱性溶液中,当电流密度为10 m A cm-2时,过电位仅为158 m V。该方法克服了传统方法中由外而内渗碳导致的表面碳累积的问题,并且首次探究了碳化钼表面结构对析氢催化性能的影响。其次,对于析氧反应,利用一步水热法制备了在碳布上生长的Co3O4纳米线阵列,这种三维的结构有利于反应过程中的物质传输与气体扩散。在此结构基础上进行了Fe掺杂,可有效提升Co3O4的催化性能,通过控制不同Fe掺杂量进行对比研究,发现当钴铁投料比为8:1时,催化剂的析氧催化活性最高,在1.0 M KOH的碱性溶液中,达到100 m A cm-2的高电流密度仅需448 m V的过电位,并且具有良好的稳定性。
郝翊茹[8]（2021）在《钴基纳米催化材料的控制合成、缺陷调控及电催化性能研究》文中提出化石燃料的快速消耗和不可再生能源的使用对环境造成严重污染,推动了先进能源转换设备与存储系统的蓬勃发展。金属-空气电池、电解水装置等作为新型清洁能源转换体系备受关注,其中涉及的主要反应为氧还原反应（ORR）、析氧反应（OER）、析氢反应（HER）等。然而由于这些反应自身的动力学缓慢,因此选择一个性能优异的电催化剂用于提高反应速率和能量转换效率至关重要。目前,Pt基催化剂和Ir/Ru基催化剂分别被认为是最有效的ORR和OER电催化剂。然而,这些贵金属基电催化剂由于价格高、含量少、稳定性差,无法满足大规模应用的需要。目前,面临的挑战是开发一种高活性、低成本的双功能电催化剂来促进催化反应的进行。过渡金属因其储量丰富,价格低廉,环境友好而被广泛应用,其中钴基金属（氧化物,硫化物等）在碱性条件下具有高活性、良好的电化学稳定性等特点,被认为是一类颇有前景的催化材料。基于以上研究背景,本论文以钴基过渡金属纳米催化材料为研究对象,通过调控微观晶体结构、形貌、缺陷以及表界面构筑等方法,设计合成电催化性能优异的钴基金属催化剂,具体研究内容如下:（1）首先,通过水热法,合成球形尖晶石CoFe2O4纳米颗粒作为前驱体。然后通过诱导合金析出以及化学气相沉积（CVD）法成功制备具有碳氧双缺陷与异质界面的双功能催化材料CoFe@Fe3N-CNT。通过XRD、XPS、SEM、TEM等手段对催化剂的结构、组成、形貌等进行了详细表征并且对催化剂进行了密度泛函理论（DFT）计算,结果表明,催化剂具有独特的豌豆荚状异质界面结构,且在其中构筑了丰富的碳、氧缺陷。在异质界面与缺陷的协同作用下,有效调节了催化剂的电子结构,促进电催化性能的提高。本章通过简单的CVD方法,在由尖晶石CoFe2O4衍生的碳纳米管中构筑了异质界面以及大量的碳、氧缺陷,同时也对催化剂在碱性条件下的ORR反应机理进行了深入研究。（2）通过水热法,合成一种负载在碳布上的Co（OH）F纳米针状阵列前驱体。然后通过CVD法原位构筑氮掺杂碳纳米管包覆单质钴电催化剂。最后通过引入S元素,成功合成一种具有Co@Co1-XS与CNTs异质结结构的双功能催化剂Co@Co1-XS-NCNT,且催化剂中富含有硫空位。通过SEM、TEM、EPR和XPS等表征测试对催化剂的结构、组成、形貌等进行了系统研究。结果表明,其具有独特的异质结结构以及大量的硫缺陷,有利于氧和电子的传输,有效的增强了催化剂的导电性,为反应提供更多的活性位点。该催化剂具有优异的OER电催化活性以及锌-空气电池性能。（3）采用溶胶凝胶法,成功合成钙钛矿氧化物SrCoO2.52纳米催化材料。通过表面工程策略成功合成一种具有超高析氧反应性能的非晶态钴基电催化剂。通过TEM、XRD、EPR等表征手段对其结构、组成以及氧空位缺陷进行了系统研究。研究结果表明,通过引入Ru3+离子,Ru3+水解并沉积在钙钛矿表面,结晶完好的钙钛矿结构遭到破坏,最终重构为无定形结构,并且构筑了大量的氧空位缺陷。通过结构的转变以及对金属价态的调控,极大地提升了催化剂的析氧反应性能,其10m A·cm-2的电流密度下对应电位为1.42V。
郝晓琼[9]（2021）在《改性碳基氧功能电催化剂的制备及其在能源转化中的应用》文中研究表明随着化石燃料掠夺式开采以及燃烧产物所带来的环境问题日益严峻,发展新型能源转换技术是实现绿色、经济、可持续发展理念的重要举措之一。其中,电解水制氢和锌-空气电池作为实现电能和化学能相互转换的两种典型的能源转化技术备受关注,而动力学缓慢的氧功能反应（包括氧析出反应OER和氧还原反应ORR）是制约上述两种能源转换技术规模化应用的关键。开发高效的氧功能催化剂可以有效降低OER和ORR反应的过电位,提高能量转换效率,从而解决氧功能反应动力学缓慢的问题。在众多催化剂中,碳基材料因其具有来源广泛、较好的导电性、形貌多样以及易功能化修饰等特点,在能源转化技术领域中脱颖而出,呈现出广阔的应用前景。构筑廉价且具优良催化性能的碳基氧功能催化剂对推动电解水制氢和锌-空气电池工业化进程具有重要的意义。为了降低碳基氧功能催化剂的成本,改善催化剂活性和稳定性,本文基于现有研究报道的概述分析,提出了基于负载过渡金属及其衍生物、杂原子掺杂以及包覆等改性策略对碳材料表面微观结构进行精准调控的新思路,进而丰富了活性位点的种类,提高了碳基氧功能催化剂的多功能性,获得系列性能优异的OER、ORR和OER/ORR双功能碳基氧功能催化剂,并探究此类材料在电解水和锌-空气电池中的应用,主要研究内容如下:（1）通过水热法和高温热解磷化法将镍铁磷化物（Ni2.3FeP3.4）嫁接在碳纳米管（CNTs）基底上,制备了一种具有“穿插式”结构的镍铁磷化物/碳纳米管OER复合催化剂（Ni2.3FeP3.4/CNTs）。其中,CNTs充当Ni2.3FeP3.4生长的支撑体,使Ni2.3FeP3.4颗粒均匀分散,活性位点充分暴露。同时,由CNTs交缠形成的三维结构不仅可以加速电子转移,提高催化剂的导电性,加快电解液扩散,而且可以有效防止氧气气泡连续析出过程中的材料变形和结构坍塌。所制备的Ni2.3FeP3.4/CNTs具有良好的OER催化性能,在电流密度为 10 mA cm-2 和 100 mA cm-2 时,Ni2.3FeP3.4/CNTs 的 OER 过电位分别降至 239 mV 和282 mV（1 M KOH）,性能超过绝大多数的文献报道以及商业Ir/C、RuO2催化剂。Ni2.3FeP3.4/CNTs在电解水应用中表现出高效的催化性能和良好的稳定性。（2）以惰性的生物质为碳源,通过高温热解法制备了一种三维氮掺杂多孔石墨碳ORR催化剂（MS-NPC）。其中,氮原子掺杂使得周围的碳原子电荷重排,为催化剂创造了丰富的活性位点;大的比表面积促使活性中心充分暴露;疏松多孔的三维结构有利于OH-和O2的扩散和传递;高石墨化程度有利于加速电子转移,增强催化剂的导电性。所制备的MS-NPC不仅具有石墨化程度高、比表面积大（1483 m2 g-1）、氮含量丰富（4.70%）等理想的结构特性,而且ORR催化性能实现了大幅度提高,ORR起始电位达0.985 V,极限电流密度达5.8 mA cm-2（0.1 M KOH）,还具有良好的稳定性和甲醇及CO耐中毒性,性能超过绝大多数文献报道的各类催化剂及贵金属催化剂。密度泛函理论（DFT）计算进一步揭示了 ORR电催化活性和潜在催化机制,计算结果与实验规律相符。此外,以MS-NPC为阴极催化剂组装的一次液态锌-空气电池性能优越,超过了贵金属Pt/C基锌-空气电池,在固态柔性锌-空气电池中也表现出一定的应用前景。（3）通过水热法和高温相转移法将镍铁合金（Ni3Fe）锚定在氮掺杂多孔石墨烯（NPG）基底上,NPG表面褶皱和疏松海绵式网状结构为Ni3Fe合金颗粒的分散式沉积提供了充足的生长位点,对Ni3Fe合金颗粒尺寸进行有效调控,同时NPG与Ni3Fe合金两相之间紧密结合,形成了强界面相互作用,协同强化产生了更多的活性位点,所制备的三维一体式结构的镍铁合金/氮掺杂多孔石墨烯复合材料（Ni3Fe/NPG-1）具有优异的OER和ORR性能,在电流密度为10 mA cm-2时,Ni3Fe/NPG-1的OER过电位为 329 mV（0.1 M KOH）,ORR起始电位和半波电位分别为0.874 V和0.83 V,性能可与商业20%Pt/C相媲美。此外,由Ni3Fe/NPG-1组装成的二次液态锌-空气电池展现出开路电位高、能量密度高及循环稳定性好等优势,在二次柔性全固态锌空电池中同样展现出良好的应用前景。（4）通过高温热解法将铁钴合金（FeCo）嵌入氮掺杂碳纳米管中（NCNT）,进一步在氮掺杂碳纳米管外表面包覆氮磷掺杂碳层（NPC）,制备得到一种结构新颖的氮/磷共掺杂碳纳米管包覆铁钴合金复合OER/ORR双功能催化剂（NPC/FeCo@NCNT）。其中,铁钴合金粒子与氮掺杂碳纳米管之间的异质界面产生的协同作用有助于加快反应动力学;杂原子掺杂通过改变碳原子的电子结构,进一步优化氧吸附能,降低反应能垒。结构逐步优化,双功能催化性能步步提高,使所制备的NPC/FeCo@NCNT催化剂表现出优异的OER/ORR双功能催化性能,在电流密度为10 mA cm-2时,NPC/FeCo@NCNT的OER过电位为339.5 mV（0.1 MKOH）,ORR起始电位为0.92 V。此外,该催化剂在二次液态和固态及柔性固态锌-空气电池中具有一定的应用前景,可以应用于LED灯和电动模型等器件中。总而言之,本研究提出了四种改善碳基氧功能催化剂催化性能的新思路,系统研究了制备条件和催化剂的微观结构,探索了组分间相互作用以及催化性能之间内在关系,为新型高效、稳定、廉价的碳基氧功能催化剂的设计和开发提供了基础数据和理论参考,进而推动碳基氧功能催化剂从实验室走向规模化应用。
杜佳峰[10]（2021）在《二硫化钼基电催化剂的设计合成及产氢性能研究》文中提出化石燃料的消耗不断加剧着环境污染问题,引起国际能源局势紧张,开发清洁、可再生能源替代化石燃料急需提上日程。氢气来源广泛,循环可再生,燃烧热值高且零污染,是未来可再生能源中最理想的能源载体之一,能够被开发用于应对日益严重的能源和环境危机。在目前已知的无化石燃料的制氢途径中,电解水析氢反应具有更清洁、更高效的优势。广泛利用地球上储备丰富的水资源来生产清洁无污染的氢能,成为目前备受关注的制氢途径。然而,电解水制氢的成本高,目前性能最优越的铂基贵金属析氢反应催化剂成本高昂、地球储备量少,极大地限制了电解水制氢的进一步工业化发展。目前的突破点之一在于开发地球储量丰富、价格低廉的高活性高稳定的非贵金属析氢反应电催化剂。二硫化钼（MoS2）具有接近于铂的氢吸附自由能,能够在强酸环境下稳定存在,且成本低、储量丰富,被认为是最有可能取代铂的非贵金属催化剂。目前的研究普遍认为MoS2的活性位点位于边缘位置,且由于MoS2的二维类石墨烯结构和半导体特性,导致其饱受活性位点难于暴露和导电性弱等问题的困扰,限制了其电催化性能的提升。因此,针对MoS2的活性位点有限、弱导电性等缺点,本论文在团队前期开发的亚氧化钛-二硫化钼（Ti4O7-MoS2）催化剂的基础上,采取一系列策略对催化剂进行设计构筑,通过增加催化活性位点的数量,扩大有效反应面积,调节相结构,提高电荷的注入和迁移速率,提高催化剂的稳定性等措施,优化制备高活性MoS2基电解水析氢催化剂。主要研究内容如下:（1）采用简单的水热合成方法,制备了氮化碳-亚氧化钛-二硫化钼复合催化剂（C3N4-Ti4O7-MoS2）,考察了氮化碳（C3N4）的添加对电催化剂结构和析氢性能的影响,详细讨论了催化剂中不同物种间的相互作用和协同效应。研究结果表明,与C3N4和Ti4O7复合后,在不影响MoS2形态的前提下,复合催化剂获得了更多的活性位点和界面电荷重分布,有适度的表面氢吸附动力学和更优的稳定性,因此表现出显着改善的电催化析氢活性,即过电势在10 mA·cm–2时为251 mV,塔菲尔斜率为54 mV·dec–1,相较于MoS2的催化活性有较大的提升。另外,C3N4和Ti4O7引入后的界面效应使复合催化剂历经长长时间的析氢反应后仍保持稳定的催化性能。（2）采用简单的水热方法原位制备1T-2H混合相MoS2,并向其中引入碳量子点（CQDs）和Ti4O7,构建了碳量子点-亚氧化钛-二硫化钼纳米复合催化剂（CQDs-Ti4O7-MoS2）,详细讨论了不同组分间的化学键对复合催化剂析氢性能的促进机制。研究结果表明,表面富氧基团的CQDs加剧了MoS2中硫层的相对位移,获得了1T相占比更大的混合相MoS2,1T相的存在使复合催化剂展现出更好的导电性和催化性能。此外,CQDs丰富的含氧基团与MoS2结合,通过形成分子间化学键,促进了界面间的电荷转移,改善了MoS2导电性弱的缺陷。CQDs的引入同时也为MoS2惰性基面引入更多活性位点,使得复合电催化剂与纯MoS2相比表现出更优的电催化产氢活性。电化学测试结果显示,CQDs-Ti4O7-MoS2复合催化剂的过电势在10 mA·cm–2为241 mV,塔菲尔斜率为48mV·dec–1,交换电流密度达到5.31μA·cm–2,实现了更高效的电催化析氢过程。此外,CQDs和Ti4O7有效地稳固了MoS2的相态,在长达50 h的连续测试和10000次的CV循环测试后复合催化剂的性能退化几乎忽略不计,具有优异的稳定性。（3）采用预处理水热方法,利用氮掺杂碳量子点（NCQDs）原位修饰亚氧化钛-二硫化钼（NCQDs-Ti4O7-MoS2）,制备出了更高效的复合电催化剂,详细讨论了NCQDs的引入对复合催化剂产氢性能的促进机制,探究了NCQDs的多重功能性作用。研究结果表明,体系中的NCQDs能够调控催化剂的结构,改善了催化剂的晶体尺寸,并向MoS2基面引入更多的缺陷,提高了电解水析氢效率。此外,CQDs及表面氮杂位点还可以调谐催化剂的表面电子结构,作为电子传输通道,加速催化剂的电子迁移和传质过程。同时,NCQDs与MoS2之间的强相互作用提高了催化剂的耐受性。电化学测试结果显示,复合催化剂的起始过电位为162 mV,过电势在10 mA·cm–2只需218 mV,塔菲尔斜率为46 mV·dec-1,且历经长达10000次的CV循环和30 h的耐久性测试仍能维持优异的析氢稳定性,表明复合催化剂具有优异的电催化析氢性能。
二、HTMAB对碳电极上电解水的促进作用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、HTMAB对碳电极上电解水的促进作用（论文提纲范文）
（1）二硫化钼及磷化钼基复合材料的制备及其电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氢能的制备技术 |
| 1.2.1 蒸汽重整技术 |
| 1.2.2 生物制氢 |
| 1.2.3 辐解制氢 |
| 1.2.4 光催化制氢 |
| 1.2.5 热解水制氢 |
| 1.2.6 电解水制氢 |
| 1.3 电解水技术的发展及原理 |
| 1.3.1 电解水制氢基本原理 |
| 1.4 电解水催化剂的分类 |
| 1.4.1 贵金属催化剂 |
| 1.4.2 非金属催化剂 |
| 1.4.3 过渡金属化合物 |
| 1.5 催化剂设计要求及性能调控策略 |
| 1.5.1 电催化剂的设计要求 |
| 1.5.2 催化剂的性能调控策略 |
| 1.6 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 第二章 MoS_2-MoO_3复合纳米球的构建及电催化析氢性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 催化剂的制备过程 |
| 2.2.4 材料的表征 |
| 2.2.5 工作电极的制备及电化学性能测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 升温速率的影响 |
| 2.3.2 硫化时间的影响 |
| 2.3.3 电催化性能研究 |
| 2.3.4 合成机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 MoS_2在Co-N共掺杂碳笼的限域式生长及电催化析氢/析氧性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 催化剂的制备过程 |
| 3.2.4 材料的表征 |
| 3.2.5 工作电极的制备及电化学性能测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂碳化前驱体AM/ZIF-67_n的结构表征 |
| 3.3.2 催化剂Co-N-CN和 MoS_2/Co-N-CN_n的形貌表征 |
| 3.3.3 催化剂Co-N-CN和 MoS_2/Co-N-CN_n的晶型及多孔结构分析 |
| 3.3.4 催化剂Co-N-CN和 MoS_2/Co-N-CN_n元素组成及价态分析 |
| 3.3.5 碳化温度对催化剂MoS_2/Co-N-CN_2的影响 |
| 3.3.6 电催化性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 构建多层次三维结构的MoP/C-RGO复合片及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 催化剂的制备过程 |
| 4.2.4 材料的表征 |
| 4.2.5 电催化性能测试 |
| 4.2.6 电池性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Mo-PDA纳米花及在石墨烯片GO上的生长 |
| 4.3.2 MoP/C纳米球及MoP/C-rGO复合纳米片的结构分析 |
| 4.3.3 催化析氢性能研究 |
| 4.3.4 锂电储能性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三元异质MoS_2/C@Co_9S_8皮芯纳米纤维的制备及电催化析氢/析氧性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验药品 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 催化剂的制备过程 |
| 5.2.4 材料的表征 |
| 5.2.5 工作电极的制备及电化学性能测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 金属有机框架ZIF-67在PAN纤维上的生长 |
| 5.3.2 C@Co_3O_4皮芯纳米纤维的表征 |
| 5.3.3 MoS_2/C@Co_9S_8-n纳米纤维的形貌及结构分析 |
| 5.3.4 MoS_2/C@Co_9S_8复合纳米纤维电催化析氢性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 柔性自支撑电极Ni-MoP@C/CC的制备及电催化析氢性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验药品 |
| 6.2.2 实验仪器 |
| 6.2.3 催化剂的制备过程 |
| 6.2.4 材料的表征 |
| 6.2.5 电化学性能测试方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Ni-Mo共掺杂对PDA聚合的影响 |
| 6.3.2 电极Ni-MoP@C/CC的结构表征 |
| 6.3.3 电极Ni-MoP@C/CC的电催化性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 主要结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录:作者在攻读博士学位期间的成果 |
（5）聚合物基柔性电极的构建及其在电催化水裂解中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水裂解的发展和应用 |
| 1.2 柔性电极及其制备 |
| 1.2.1 柔性电极简介 |
| 1.2.2 柔性电极的制备 |
| 1.3 柔性电极在电化学中的应用 |
| 1.3.1 柔性电极在电催化中的应用 |
| 1.3.2 柔性电极在其它电化学中的应用 |
| 1.4 本研究的研究目标与主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 聚合物/定向碳纳米管促进水裂解中快速电荷转移 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与仪器 |
| 2.2.2 Ni(OH)_2/PVA@MWCNTs复合薄膜的制备 |
| 2.2.3 表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 电化学过程诱导的polyNi(salen)/CC中的高价态Ni位点的产生并用于OER催化 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器表征 |
| 3.2.2 材料合成 |
| 3.2.3 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于PPy的柔性电极的制备及电化学制氢的应用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 材料合成 |
| 4.2.3 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 结论与展望 |
| 附录 攻读硕士期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）钯基纳米材料的制备及电催化氢化还原脱氯性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 氯酚的分类和来源 |
| 1.3 氯酚的危害 |
| 1.4 氯酚的常见处理技术 |
| 1.5 电催化氢化还原脱氯技术 |
| 1.6 选题依据 |
| 1.7 研究目的及意义 |
| 1.8 研究内容 |
| 1.9 主要创新点 |
| 第二章 实验材料与分析方法 |
| 2.1 实验材料与实验仪器 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 电催化氢化还原脱氯性能评估方法 |
| 2.4 催化剂与电极的表征 |
| 2.5 DFT计算方法 |
| 第三章 基于晶面依耐性研究探索金属钯表面电催化氢化还原脱氯机制 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 不同晶面暴露的钯纳米颗粒制备及表征 |
| 3.3 晶面依赖的电催化氢化还原脱氯性能研究 |
| 3.4 电催化氢化还原脱氯机制研究 |
| 3.5 钯催化剂高活性表面结构识别 |
| 3.6 钯催化剂稳定性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 Pd-N/TiO_2异质结的电催化氢化还原脱氯效果研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 Pd-N/TiO_2电极的制备及其表征 |
| 4.3 Pd-N/TiO_2电极的电催化氢化还原脱氯效果 |
| 4.4 氢溢流作用提升H*利用率 |
| 4.5 生物安全性评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果及获奖情况 |
（7）非贵金属电解水催化剂的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电解水原理 |
| 1.2.1 氢气析出反应(HER) |
| 1.2.2 氧气析出反应(OER) |
| 1.2.3 电解水的影响因素 |
| 1.3 电解水催化剂研究现状 |
| 1.3.1 析氢催化剂现状 |
| 1.3.2 析氧催化剂现状 |
| 1.4 本论文研究意义与内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 电化学测试方法 |
| 2.4 结构表征方法 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜测试 |
| 2.4.2 原子力显微镜测试 |
| 2.4.3 X-射线衍射分析 |
| 2.4.4 X-射线光电子能谱测试 |
| 2.4.5 拉曼光谱测试 |
| 3 碳化钼表面结构的调控及其对析氢催化性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Mo/C/Si-900与C/Mo/Si-900 的制备 |
| 3.2.2 对照样品的制备 |
| 3.2.3 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 磁控溅射镀碳、镀钼条件探索 |
| 3.3.2 碳源对碳化钼结构的影响 |
| 3.3.3 渗碳方式对碳化钼结构的影响 |
| 3.3.4 碳层厚度及钼层厚度对碳化钼结构的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 铁掺杂CO_3O_4三维纳米线阵列的构筑及其析氧催化性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Co_3O_4NWs/CC的制备 |
| 4.2.2 Fe-Co_3O_4NWs/CC的制备 |
| 4.2.3 对比催化剂的制备 |
| 4.2.4 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）钴基纳米催化材料的控制合成、缺陷调控及电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 电催化反应机理 |
| 1.2.1 氧还原反应机理 |
| 1.2.2 析氧反应机理 |
| 1.3 氧还原/析氧反应性能的评判依据 |
| 1.3.1 起始电位 |
| 1.3.2 电流密度 |
| 1.3.3 过电位 |
| 1.3.4 塔菲尔斜率 |
| 1.3.5 双电层电容(Cdl) |
| 1.3.6 电化学活性表面积(ECSA) |
| 1.3.7 电化学阻抗谱 |
| 1.3.8 电化学稳定性测试 |
| 1.3.9 法拉第效率 |
| 1.3.10 过氧化氢产率及转移电子数 |
| 1.3.11 电势差 |
| 1.4 锌-空气电池 |
| 1.5 双功能催化剂的主要分类及研究现状 |
| 1.5.1 过渡金属氧化物、氢氧化物及硫化物 |
| 1.5.2 过渡金属/碳材料 |
| 1.5.3 钙钛矿氧化物 |
| 1.6 钴基金属催化剂的性能及其研究现状 |
| 1.6.1 钴基金属催化剂的特点及其研究现状 |
| 1.6.2 钴基金属催化剂的常用制备方法 |
| 1.7 论文的主要研究内容及选题意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 样品表征及电化学测试 |
| 2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.5 电子顺磁共振(EPR) |
| 2.3.6 拉曼光谱(Raman) |
| 2.3.7 X射线吸收精细结构谱(XAFS) |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 电极的选择与制备 |
| 2.4.2 电化学性能测试 |
| 2.5 锌-空气电池性能测试 |
| 第三章 富含C/O双空位缺陷的CoFe@Fe_3N-CNT催化材料的界面电子结构调控及其电催化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 CoFe_2O_4 的合成 |
| 3.2.2 CoFe-CoFe_2O_4 的合成 |
| 3.2.3 CoFe@Fe_3N-CNT的合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 CoFe@Fe_3N-CNT催化剂晶相结构与形貌分析 |
| 3.3.2 CoFe@Fe_3N-CNT催化剂的结构表征 |
| 3.3.3 CoFe@Fe_3N-CNT催化剂电催化性能研究 |
| 3.3.4 析出合金含量对催化剂晶相结构、形貌及电催化性能的影响 |
| 3.3.5 CoFe@Fe_3N-CNT催化剂锌-空气电池性能评价 |
| 3.3.6 密度泛函理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 富含硫空位的Co@Co_(1-X)S-CNTs异质结的构筑及其电催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 碳布预处理 |
| 4.2.2 Co(OH)F/CC的合成 |
| 4.2.3 Co@NCNT的合成 |
| 4.2.4 Co@Co1-XS-NCNT的合成 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Co@Co_(1-X)S-NCNT电催化剂晶体结构与形貌分析 |
| 4.3.2 Co@Co_(1-X)S-NCNT催化剂的结构表征 |
| 4.3.3 Co@Co_(1-X)S-NCNT电催化性能研究 |
| 4.3.4 Co@Co_(1-X)S-NCNT电催化剂锌-空气电池性能评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 表面浸出效应与氧空位协同提升SrCo_(0.75)Ru_(0.25)O_(3-δ)OER电催化性能 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 SrCoO_(2.52) 的合成 |
| 5.2.2 Ru_(0.25)-SrCoO_(3-δ)的合成 |
| 5.2.3 SrCo_(0.75)Ru_(0.25)O_(3-δ)的合成 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ru_(0.25)-SrCoO_(2.52)电催化剂晶体结构与形貌分析 |
| 5.3.2 Ru_(0.25)-SrCoO_(2.52)电催化剂的结构表征 |
| 5.3.3 Ru_(0.25)-SrCoO_(2.52)电催化剂电催化性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 攻读硕士学位期间的学术论文 |
| 致谢 |
（9）改性碳基氧功能电催化剂的制备及其在能源转化中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电催化能源转化技术 |
| 1.2.1 电解水 |
| 1.2.2 锌-空气电池 |
| 1.3 氧功能电催化反应机理 |
| 1.3.1 OER机理 |
| 1.3.2 ORR机理 |
| 1.4 氧功能电催化剂 |
| 1.4.1 OER催化剂 |
| 1.4.2 ORR催化剂 |
| 1.4.3 OER/ORR双功能催化剂 |
| 1.5 碳基氧功能电催化剂 |
| 1.5.1 概述 |
| 1.5.2 性能优化策略 |
| 1.6 本论文的选题思路和研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料的形貌结构表征 |
| 2.4 电化学测量技术 |
| 2.4.1 工作电极预处理 |
| 2.4.2 工作电极制备 |
| 2.4.3 氧析出(OER)性能测试 |
| 2.4.4 氧还原(ORR)性能测试 |
| 2.4.5 锌-空气电池(ZAB)性能测试 |
| 2.5 密度泛函理论计算 |
| 第三章 镍铁磷化物改性碳纳米管的制备及其OER性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂制备机理 |
| 3.3.2 形貌结构表征 |
| 3.3.3 电催化性能 |
| 3.3.4 电解水应用 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 铁盐改性氮掺杂多孔石墨化碳的制备及其ORR性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂制备机理 |
| 4.3.2 形貌结构表征 |
| 4.3.3 电催化性能 |
| 4.3.4 DFT计算 |
| 4.3.5 锌-空气电池应用 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 低负载量镍铁合金改性的氮掺杂多孔石墨烯的制备及其OER/ORR性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂制备机理 |
| 5.3.2 形貌结构表征 |
| 5.3.3 电催化性能 |
| 5.3.4 DFT计算 |
| 5.3.5 锌-空气电池应用 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 铁钴合金颗粒内嵌的氮/磷共掺杂碳包覆的氮掺杂碳纳米管的制备及其OER/ORR性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 催化剂制备机理 |
| 6.3.2 形貌结构表征 |
| 6.3.3 电催化性能 |
| 6.3.4 DFT计算 |
| 6.3.5 锌-空气电池应用 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 7.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
（10）二硫化钼基电催化剂的设计合成及产氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氢能 |
| 1.3 电解水制氢 |
| 1.3.1 电解水反应及电催化剂 |
| 1.3.2 析氢反应的机理 |
| 1.3.3 析氢催化剂的特征参数 |
| 1.3.4 析氢催化剂的选择 |
| 1.4 二硫化钼基析氢反应电催化剂 |
| 1.4.1 二硫化钼的结构 |
| 1.4.2 二硫化钼的制备方法 |
| 1.4.3 二硫化钼的电催化析氢性能研究 |
| 1.5 选题思路及研究内容 |
| 1.5.1 选题思路 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法及表征手段 |
| 2.1 化学试剂及实验仪器 |
| 2.1.1 化学试剂及气体 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 表征手段和测试方法 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.3 X射线粉末衍射仪(XRD) |
| 2.2.4 拉曼光谱仪(Raman) |
| 2.2.5 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.2.6 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR) |
| 2.2.7 紫外可见吸收光谱仪(UV-vis) |
| 2.2.8 荧光光谱仪(PL) |
| 2.2.9 紫外灯 |
| 2.3 电催化析氢反应性能评价 |
| 2.3.1 工作电极的制备 |
| 2.3.2 电化学析氢性能测试方法 |
| 第3章 C_3N_4-Ti_4O_7-MoS_2复合催化剂的制备及其产氢性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 C3N4 的合成 |
| 3.2.2 C_3N_4-Ti_4O_7-MoS_2复合催化剂的合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂结构表征 |
| 3.3.2 电化学析氢性能评价 |
| 3.3.3 电催化析氢机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CQDs-Ti_4O_7-MoS_2复合催化剂的制备及其产氢性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 CQDs的合成 |
| 4.2.2 复合电催化剂CQDs-Ti_4O_7-MoS_2的合成 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂结构表征 |
| 4.3.2 电化学析氢性能评价 |
| 4.3.3 电催化析氢机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 NCQDs-Ti_4O_7-MoS_2复合催化剂的制备及其产氢性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 NCQDs的合成 |
| 5.2.2 复合电催化剂NCQDs-Ti_4O_7-MoS_2的合成 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂结构表征 |
| 5.3.2 电化学析氢性能评价 |
| 5.3.3 电催化析氢机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、HTMAB对碳电极上电解水的促进作用（论文参考文献）
- [1]二硫化钼及磷化钼基复合材料的制备及其电催化性能研究[D]. 侯雪斌. 江南大学, 2021
- [2]Fe3+/Fe2+催化作用下木质素辅助电解水阳极电化学性能研究[D]. 吴琳. 南京师范大学, 2021
- [3]镍、钴基多级次纳米结构的界面调控及电解水性能研究[D]. 张永霞. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]Co-N-C基材料的制备及电催化性能研究[D]. 杨柳. 三峡大学, 2021
- [5]聚合物基柔性电极的构建及其在电催化水裂解中的应用[D]. 李天天. 西北大学, 2021(12)
- [6]钯基纳米材料的制备及电催化氢化还原脱氯性能研究[D]. 李向军. 重庆工商大学, 2021
- [7]非贵金属电解水催化剂的制备及其性能研究[D]. 王佳佳. 北京交通大学, 2021
- [8]钴基纳米催化材料的控制合成、缺陷调控及电催化性能研究[D]. 郝翊茹. 内蒙古大学, 2021(12)
- [9]改性碳基氧功能电催化剂的制备及其在能源转化中的应用[D]. 郝晓琼. 太原理工大学, 2021(01)
- [10]二硫化钼基电催化剂的设计合成及产氢性能研究[D]. 杜佳峰. 太原理工大学, 2021