孔玉:电沉积法制备Co-P、Co-Mo-P电极材料及其析氢性能的探究论文

孔玉:电沉积法制备Co-P、Co-Mo-P电极材料及其析氢性能的探究论文

本文主要研究内容

作者孔玉(2019)在《电沉积法制备Co-P、Co-Mo-P电极材料及其析氢性能的探究》一文中研究指出:氢气因其清洁、可再生、高能量密度的特点而成为最有前途的替代燃料。电解水中的阴极反应(即析氢反应HER)是制取高纯度氢气非常重要的方法之一,而HER高效电催化剂的研究是制氢的关键。尽管铂基催化剂在析氢反应上表现出了优异的活性,但由于其价格昂贵、资源短缺,极大程度地限制了它在工业上的应用。多年来,已开发出许多钴基磷化物作为用于HER的非贵金属电催化剂。本文的研究目的是制备Co-P@Ni、Co-Mo-P@Ni、Co-Mo-P@纳米多孔银(NPS)@Ni电极材料,通过SEM、XRD、EDS、XPS等测试对材料性能进行表征,采用电化学工作站进行线性电位扫描、循环伏安、计时电流、电化学阻抗等电化学测试分析来研究电解水析氢性能,以期得到高效、廉价的HER催化剂来替代贵金属铂。本文通过对电沉积法在金属Ni基底上制备Co-P的工艺条件的探索,得到催化析氢性能较佳的Co-P@Ni电极材料。在此基础上,以钼酸钠为Mo源加入到镀液中,通过电沉积方法得到Co-Mo-P@Ni电极材料。在1 mol·L-1 KOH的碱性溶液条件中测试Co-Mo-P@Ni的电化学催化析氢性能。实验结果证明了CoMo之间的协同作用提升了材料的析氢性能,在10 mA·cm-2的电流密度下析氢过电位由255 mV降低至112 mV,塔菲尔斜率由134 mV·dec-1降低至91 mV·dec-1,析氢活性显著得到提升,且经过计时电流法和5000圈循环伏安法测试得出其具有很好的稳定性。通过电沉积的方法在金属镍片上先电沉积银锡合金,再通过去合金的方法去除合金中的锡原子,制备了纳米多孔银结构,然后通过电沉积法将Co-Mo-P负载在NPS上,并测试其在碱性条件下的析氢性能。结果表明Co-Mo-P@NPS@Ni的析氢过电位在10 mA·cm-2时比Co-Mo-P@Ni低36 mV,在100 mA·cm-2二者性能趋于一致,相差无几。通过测试CV曲线计算双电层电容可以看出Co-Mo-P@NPS@Ni比Co-Mo-P@Ni拥有更多的电化学反应活性面积,即拥有更多的反应活性位点,并且Co-Mo-P@NPS@Ni具有很好的电催化析氢稳定性。

Abstract

qing qi yin ji qing jie 、ke zai sheng 、gao neng liang mi du de te dian er cheng wei zui you qian tu de ti dai ran liao 。dian jie shui zhong de yin ji fan ying (ji xi qing fan ying HER)shi zhi qu gao chun du qing qi fei chang chong yao de fang fa zhi yi ,er HERgao xiao dian cui hua ji de yan jiu shi zhi qing de guan jian 。jin guan bo ji cui hua ji zai xi qing fan ying shang biao xian chu le you yi de huo xing ,dan you yu ji jia ge ang gui 、zi yuan duan que ,ji da cheng du de xian zhi le ta zai gong ye shang de ying yong 。duo nian lai ,yi kai fa chu hu duo gu ji lin hua wu zuo wei yong yu HERde fei gui jin shu dian cui hua ji 。ben wen de yan jiu mu de shi zhi bei Co-P@Ni、Co-Mo-P@Ni、Co-Mo-P@na mi duo kong yin (NPS)@Nidian ji cai liao ,tong guo SEM、XRD、EDS、XPSdeng ce shi dui cai liao xing neng jin hang biao zheng ,cai yong dian hua xue gong zuo zhan jin hang xian xing dian wei sao miao 、xun huan fu an 、ji shi dian liu 、dian hua xue zu kang deng dian hua xue ce shi fen xi lai yan jiu dian jie shui xi qing xing neng ,yi ji de dao gao xiao 、lian jia de HERcui hua ji lai ti dai gui jin shu bo 。ben wen tong guo dui dian chen ji fa zai jin shu Niji de shang zhi bei Co-Pde gong yi tiao jian de tan suo ,de dao cui hua xi qing xing neng jiao jia de Co-P@Nidian ji cai liao 。zai ci ji chu shang ,yi mu suan na wei Moyuan jia ru dao du ye zhong ,tong guo dian chen ji fang fa de dao Co-Mo-P@Nidian ji cai liao 。zai 1 mol·L-1 KOHde jian xing rong ye tiao jian zhong ce shi Co-Mo-P@Nide dian hua xue cui hua xi qing xing neng 。shi yan jie guo zheng ming le CoMozhi jian de xie tong zuo yong di sheng le cai liao de xi qing xing neng ,zai 10 mA·cm-2de dian liu mi du xia xi qing guo dian wei you 255 mVjiang di zhi 112 mV,da fei er xie lv you 134 mV·dec-1jiang di zhi 91 mV·dec-1,xi qing huo xing xian zhe de dao di sheng ,ju jing guo ji shi dian liu fa he 5000juan xun huan fu an fa ce shi de chu ji ju you hen hao de wen ding xing 。tong guo dian chen ji de fang fa zai jin shu nie pian shang xian dian chen ji yin xi ge jin ,zai tong guo qu ge jin de fang fa qu chu ge jin zhong de xi yuan zi ,zhi bei le na mi duo kong yin jie gou ,ran hou tong guo dian chen ji fa jiang Co-Mo-Pfu zai zai NPSshang ,bing ce shi ji zai jian xing tiao jian xia de xi qing xing neng 。jie guo biao ming Co-Mo-P@NPS@Nide xi qing guo dian wei zai 10 mA·cm-2shi bi Co-Mo-P@Nidi 36 mV,zai 100 mA·cm-2er zhe xing neng qu yu yi zhi ,xiang cha mo ji 。tong guo ce shi CVqu xian ji suan shuang dian ceng dian rong ke yi kan chu Co-Mo-P@NPS@Nibi Co-Mo-P@Niyong you geng duo de dian hua xue fan ying huo xing mian ji ,ji yong you geng duo de fan ying huo xing wei dian ,bing ju Co-Mo-P@NPS@Niju you hen hao de dian cui hua xi qing wen ding xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自哈尔滨工程大学的孔玉,发表于刊物哈尔滨工程大学2019-07-01论文,是一篇关于析氢反应论文,电沉积法论文,哈尔滨工程大学2019-07-01论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自哈尔滨工程大学2019-07-01论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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