本文主要研究内容
作者姚瑞（2019）在《铁系催化剂的阴离子调控及其电解水性能研究》一文中研究指出：传统能源的过度消耗所带来的污染问题要求我们寻求一种清洁高效、可持续的替代能源。氢能作为一种绿色、清洁的能源,被认为是未来能源储存和供应的理想载体。通过电解水制氢能够充分利用非并网绿色能源,因而受到了广泛关注。而电解水制氢的瓶颈主要在于阳极析氧反应（OER）,因此寻求一种高效低廉的阳极析氧催化剂成为电解水制氢的关键。过渡金属基催化剂如Co、Ni、Fe等来源广泛、成本低廉且析氧性能好,可作为一种优良的电解水基础催化剂。将过渡金属基催化剂进行修饰改性如掺杂非金属元素,有望得到高效的电解水催化剂。因此,本文采用了多种策略,对铁基过渡金属催化剂进行元素掺杂,以实现催化剂的表面改性,且取得了一定成效。主要成果有:（1）采用简单的气固相反应合成了一系列CoFeP/NC催化剂,表现出优异的析氧性能。研究发现无定形的Co0.35Fe0.17P0.48/NC纳米棒催化剂的OER性能最优。通过一系列物理表征,我们将其优异的性能归结为其无定形结构、Fe掺杂、碳氮包覆结构。在碱性条件下,催化剂在玻碳电极上的过电势仅为257 mV,Tafel斜率为31 mV/dec。（2）采用等体积浸渍的方法,对NiFe2O4催化剂掺杂P,实现催化剂的表面修饰改性,得到一种NiFe2O4-12Pi析氧催化剂。掺杂的结果,是实现了P元素的均匀分布,析氧活性大幅提升:与原有的NiFe2O4相比,NiFe2O4-12Pi纳米颗粒在10 mA/cm2处的过电势从440 mV降低至330 mV,对应的塔菲尔斜率也从87 mV/dec降低至57 mV/dec。此外,与NiFe2O4催化剂相比,NiFe2O4-12Pi催化剂在OER测试前后的形态和结构保持不变,表现出优异的稳定性。（3）设计了一种简单快速的化学镀法。室温条件下,在泡沫镍上原位生长FeB-Ni纳米花状催化剂。在1 M KOH溶液中,该催化剂可作为一种优异的双功能电催化剂。在10 mA/cm2的电流密度下其析氧过电势和析氢过电势分别为250 mV和58 mV,在同样电解质条件下,在10 mA/cm2处的全水解电势为1.63 V。结合一系列物理表征,证明了该催化剂优异的双功能特性不仅取决于较大的活性面积,更大程度上取决于其内部快速的电子转移速率。（4）延用化学镀的方法并采用不同的还原剂合成了一种无定形锥形阵列催化剂FeP-Ni。在1 M KOH溶液中,该催化剂亦表现出优异的电解水双功能特性,在10 mA/cm2的电流密度下其析氧过电势和析氢过电势分别为218 mV和120 mV,在同样电解质条件下,在10 mA/cm2处的全水解电势为1.65 V。结合物理表征结果,在验证化学镀法可行性的同时,证明了原位生长的磷化物有效地促进了催化剂的电解水性能。
Abstract
chuan tong neng yuan de guo du xiao hao suo dai lai de wu ran wen ti yao qiu wo men xun qiu yi chong qing jie gao xiao 、ke chi xu de ti dai neng yuan 。qing neng zuo wei yi chong lu se 、qing jie de neng yuan ,bei ren wei shi wei lai neng yuan chu cun he gong ying de li xiang zai ti 。tong guo dian jie shui zhi qing neng gou chong fen li yong fei bing wang lu se neng yuan ,yin er shou dao le an fan guan zhu 。er dian jie shui zhi qing de ping geng zhu yao zai yu yang ji xi yang fan ying （OER）,yin ci xun qiu yi chong gao xiao di lian de yang ji xi yang cui hua ji cheng wei dian jie shui zhi qing de guan jian 。guo du jin shu ji cui hua ji ru Co、Ni、Fedeng lai yuan an fan 、cheng ben di lian ju xi yang xing neng hao ,ke zuo wei yi chong you liang de dian jie shui ji chu cui hua ji 。jiang guo du jin shu ji cui hua ji jin hang xiu shi gai xing ru can za fei jin shu yuan su ,you wang de dao gao xiao de dian jie shui cui hua ji 。yin ci ,ben wen cai yong le duo chong ce lve ,dui tie ji guo du jin shu cui hua ji jin hang yuan su can za ,yi shi xian cui hua ji de biao mian gai xing ,ju qu de le yi ding cheng xiao 。zhu yao cheng guo you :（1）cai yong jian chan de qi gu xiang fan ying ge cheng le yi ji lie CoFeP/NCcui hua ji ,biao xian chu you yi de xi yang xing neng 。yan jiu fa xian mo ding xing de Co0.35Fe0.17P0.48/NCna mi bang cui hua ji de OERxing neng zui you 。tong guo yi ji lie wu li biao zheng ,wo men jiang ji you yi de xing neng gui jie wei ji mo ding xing jie gou 、Fecan za 、tan dan bao fu jie gou 。zai jian xing tiao jian xia ,cui hua ji zai bo tan dian ji shang de guo dian shi jin wei 257 mV,Tafelxie lv wei 31 mV/dec。（2）cai yong deng ti ji jin zi de fang fa ,dui NiFe2O4cui hua ji can za P,shi xian cui hua ji de biao mian xiu shi gai xing ,de dao yi chong NiFe2O4-12Pixi yang cui hua ji 。can za de jie guo ,shi shi xian le Pyuan su de jun yun fen bu ,xi yang huo xing da fu di sheng :yu yuan you de NiFe2O4xiang bi ,NiFe2O4-12Pina mi ke li zai 10 mA/cm2chu de guo dian shi cong 440 mVjiang di zhi 330 mV,dui ying de da fei er xie lv ye cong 87 mV/decjiang di zhi 57 mV/dec。ci wai ,yu NiFe2O4cui hua ji xiang bi ,NiFe2O4-12Picui hua ji zai OERce shi qian hou de xing tai he jie gou bao chi bu bian ,biao xian chu you yi de wen ding xing 。（3）she ji le yi chong jian chan kuai su de hua xue du fa 。shi wen tiao jian xia ,zai pao mo nie shang yuan wei sheng chang FeB-Nina mi hua zhuang cui hua ji 。zai 1 M KOHrong ye zhong ,gai cui hua ji ke zuo wei yi chong you yi de shuang gong neng dian cui hua ji 。zai 10 mA/cm2de dian liu mi du xia ji xi yang guo dian shi he xi qing guo dian shi fen bie wei 250 mVhe 58 mV,zai tong yang dian jie zhi tiao jian xia ,zai 10 mA/cm2chu de quan shui jie dian shi wei 1.63 V。jie ge yi ji lie wu li biao zheng ,zheng ming le gai cui hua ji you yi de shuang gong neng te xing bu jin qu jue yu jiao da de huo xing mian ji ,geng da cheng du shang qu jue yu ji nei bu kuai su de dian zi zhuai yi su lv 。（4）yan yong hua xue du de fang fa bing cai yong bu tong de hai yuan ji ge cheng le yi chong mo ding xing zhui xing zhen lie cui hua ji FeP-Ni。zai 1 M KOHrong ye zhong ,gai cui hua ji yi biao xian chu you yi de dian jie shui shuang gong neng te xing ,zai 10 mA/cm2de dian liu mi du xia ji xi yang guo dian shi he xi qing guo dian shi fen bie wei 218 mVhe 120 mV,zai tong yang dian jie zhi tiao jian xia ,zai 10 mA/cm2chu de quan shui jie dian shi wei 1.65 V。jie ge wu li biao zheng jie guo ,zai yan zheng hua xue du fa ke hang xing de tong shi ,zheng ming le yuan wei sheng chang de lin hua wu you xiao de cu jin le cui hua ji de dian jie shui xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自太原理工大学的姚瑞，发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文，是一篇关于铁基过渡金属论文,电解水论文,元素掺杂论文,析氧反应论文,双功能论文,太原理工大学2019-07-26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，资料来自太原理工大学2019-07-26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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