《泡沫鎳基底雙金屬氧化物催化電極的制備與析氫性能研究(論文)8200字》_第1頁
《泡沫鎳基底雙金屬氧化物催化電極的制備與析氫性能研究(論文)8200字》_第2頁
《泡沫鎳基底雙金屬氧化物催化電極的制備與析氫性能研究(論文)8200字》_第3頁
《泡沫鎳基底雙金屬氧化物催化電極的制備與析氫性能研究(論文)8200字》_第4頁
《泡沫鎳基底雙金屬氧化物催化電極的制備與析氫性能研究(論文)8200字》_第5頁
已閱讀5頁,還剩13頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

泡沫鎳基底雙金屬氧化物催化電極的制備與析氫性能研究目錄TOC\o"1-3"\h\u17910摘要 0134051引言 0256552實驗原理 3183723實驗部分 4311883.1實驗藥品 4305643.2實驗儀器 4185983.3實驗步驟 4101083.31電極制備 4168563.32電極形貌與結構表征 5141883.33電化學性能測試 619244結果與討論 688014.1XRD元素分析 6322724.2SEM形貌表征 8196144.3電化學性能分析 10186415結論與展望 11139695.1結論 11144605.2展望 1115016參考文獻 12摘要當今社會能源、科技、經濟和發展正處在難以估測的變局中。在傳統化石能源日益消磨殆盡能源危機逐步加重的環境下,眾多科研工作者已經探索了核能、太陽能、風能、潮汐能、氫能等來取代不可再生的化石能源從而解決能源危機。未來會有哪些能源異軍突起也是未知變數。然而新型能源存在地域、季節、氣候限制和穩定性差等不利因素并未全面普及。在這樣的情境里綜合多方限制因素、環境友好型發展戰略和可持續發展觀電解水產氫有更加廣泛的應用空間,不僅擁有高的熱值高利用率也可以借助其他新型能源作為產出驅動力。利用金屬自身優異物理化學性質作為電解水催化電極已經逐步被科研人員涉足探究,其中過渡雙金屬氧化物在形貌可調控、協同效應、價格低廉和制備工藝簡單等方面存在無可比擬的優勢。關鍵詞:金屬氧化物;電解水析氫;協同效應;泡沫鎳1引言近年來,隨著人們不斷地開拓創新經濟和社會在飛速的發展,工業、農業和社會能源的需求達到了空前的規模,隨之同步發展起來以煤石油天然氣等傳統化石能源為基礎的生產生活也面臨不可再生資源枯竭和嚴峻的環境污染問題,這使得人們轉而尋求新型清潔高效可替代能源(趙云龍,陳文澤,2022)。基于這樣的局面因此開發綠色可持續能源儼然成為全世界科學研究的一個首要課題。通過科研工作者的不斷努力下,以太陽能、風能、潮汐能等一系列可再生清潔能源的開發利用技術已經取得長足的進步,這給人類提供了應對能源和環境危機的解決之道。但太陽能、風能、潮汐能等新型能源受天氣,季節氣候和區域資源分布等自然條件的制約能源的產生和利用存在浮動,從中可窺一斑加上生產轉化等技術工藝尚不完善新型能源的穩定性和利用率有待提高。氫能作為一種高熱值高儲量燃燒產物無污染可再生等一系列優特點已經被視為潛在的可替代能源。日前,主流制氫方法大體分為如下幾類(陳奇遠,張一鳴,2023):傳統化石燃料重整法如天然氣和石油煤氣化制氫[1],活潑含氫化合物或金屬的水解[2]和電解水[3]。傳統化石燃料重整法是當下工業制氫的主流方法,先是將化石燃料中的碳通過反應轉化為反應中介體CO,再通過水蒸氣與CO發生化學反應變化產生H2,同時反應中介體CO被進一步被氧化成CO2。但此反應途徑在生產氫氣的同時會排出大量CO2,另因化石燃料常含有N、S元素,在這等環境下會產生氮硫氧化物等有毒氣體引發環境污染。為保證研究結果的精確可靠,本研究深入考慮了研究流程中可能產生的各種誤差,并在研究布局、數據獲取、分析方式等多個方面采取了嚴格的控制措施。在研究布局階段,本文認真制定了科學的研究計劃,以保證研究問題的清晰度和研究預設的合理性。在數據獲取階段,本文采用了多種數據途徑,以實現數據的相互印證和補充,同時采用標準化流程來削減數據采集的主觀干擾。在分析方式上,本文結合了定量與定性分析,以求全面、公正地解析數據,并運用統計工具進行數據處理,以削減分析流程中的技術性誤差以評估研究結果在關鍵預設變動下的魯棒性。顯然不符合當代環境友好型發展理念(付佳茜,黃澤和,2021)[4]。活潑含氫化合物或金屬的水解制氫雖然可以快速制氫,但是這些產氫原料的生產過程同樣會造成嚴重的工業廢氣進而引發嚴重的環境污染,不符合綠色發展的初衷(周嘉欣,黃成,2021)[5]。相比之下電解水析氫可運用光能、風能、潮汐能等作為驅動力[6]。利用此類清潔易獲取的能源制取高效可持續連續穩定的氫能。在這等場景中另外電壓的可調控性也為工業制取氫氣增設可調節性,進而避免因設備工作狀態條件限制產生不必要的能源消耗(林昊天,丁依向,2020)。當前電解水制氫技術可大體細分為三大類別,即固體氧化物電解水制氫技術(SOEC)、質子交換膜電解水技術(PEM)和堿性電解水制氫技術(ALK)[7-8]。固體氧化物電解水制氫技術中能量轉化的不可控,致使部分電能轉化為熱能降低了該項技術的利用率,同時反應所需耐高溫材料也未實現產業化(張文和,陳嘉熙,2020)。質子交換膜電解水技術因構件需要高篩選性質子交換膜和鉑電極成本高昂且產業化程度較低。相比之下堿性電解水制氫方式制造的成本低廉,在這特定的情境下測試研究等構成框架成熟簡單,電堆壽命較長并且商業化程度極高等優點引起廣泛科研工作者探索研究。該類電解水析氫分為高效催化劑、高選擇性隔膜材料和活性電極材料三大領域。以上部分的創新之處主要在于視角的創新。首先體現在對研究對象的全新審視。以往研究大多關注對象的常見特征與普遍聯系,本文則另辟蹊徑,深入挖掘研究對象那些被冷落的邊緣屬性和潛在聯系。在研究方法的選用上呈現出獨特視角。打破單一研究方法的桎梏,創新性地融合多學科研究方法。此外,在理論運用方面,嘗試從不同理論體系中獲取養分,搭建綜合性的理論分析框架。通過這種方式,既能發現以往研究未曾觸及的理論空白區域,又能為相關領域的理論發展注入新的活力,拓展理論研究的邊界,為后續研究提供更廣闊的思考天地。高效催化劑通過降低析氫化學反應動力學能壘加快反應進程和降低過電位進而實現氫能節能高效率轉化生產(趙向昊,孫雅倩,2019)。在這樣的情境之下目前催化性能優異的多為鉑、銣和銣等貴金屬催化劑因產量低成本高無法實現大規模商業化生產,因此研究豐度高價格低的催化劑為主要方向,其中釕基和碳基催化劑已經被證實存在較高的催化性能而成為研究熱點(吳俊天,陳麗娜,2020)[9-10]。根據這些表現可以估測出但因其制備工藝紛雜穩定性尚存在欠缺而無法大規模生產。高選擇性隔膜材料用于電解水析氫原理運用隔膜材料將反應隔處于分開的酸性堿性電解液中加快反應速率和增進電化學活性,作為一種被其他領域廣泛研究的隔膜材料聚苯并咪唑膜(PBI膜)已經被王保國等人創新性用于析氫方向研究(成珊珊,吳凱茜,2019)[11]。但隔膜型析氫反應尚處于起步階段,在這樣的情境里研究框架還未定型無法形成完整研究體系。活性催化電極多選擇形貌優異比表面面積大且活性催化位點多的材料作為研究對象。活性金屬鉑催化電極擁有析氫過電位低,易加工且穩定性高等優異的催化性能[12]。目前金屬鉑催化電極和碳制備成Pt/C復合電極廣泛應用,但綜合考慮成本而言該類電極還未廣泛應用,而過渡金屬作為貴金屬首選代替品被廣泛探究并寄希望取代貴金屬電極(丁一凡,馬向陽,2019)。本文重新評估了研究結論,首先在理論上確認了假設的合理性及邏輯的一致性。通過詳細文獻檢索與對比分析,驗證了研究模式的科學性與實用性。進一步地,采用多種實證手段測試結論,確保其穩定性和可靠性。通過與其他研究的對比,凸顯了本文結論的普遍適用性和創新性。它不僅補充了一些已有理論,還帶來了新的思考維度,為理論的發展提供了新的證據,并討論了結論在實際應用中的潛在影響和對未來研究的方向。因應這局勢而定過渡金屬及其氧化物作為無機功能材料的一大門類,本身具有如儲量豐富、取材方便、微觀形貌可調控等特殊物理和化學性能,過渡金屬氧化物富有的豐富氧化價態在電化學反應中可進行多重氧化還原反應,此類特性對化學能轉換和電子傳輸有積極作用因而被大量研究在電化學領域(林書羽,黃向福,2020)[13]。特別是在金屬電極和復合合金電極方向有較完善的研究體系[14]。雙金屬氧化物的組分材料之間存在協同作用,從這些經歷中看出致使其性能特性明顯優于單一組分材料[15],相較單一金屬氧化物擁有更復雜的形貌可提供更多的活性催化位點進而展現出更優秀的催化性能逐漸進入科研工作者的視線。查閱文獻得知雙金屬氧化物在超級電容器領域已經取得了長足的進步,而在電解水制氫氣方向雙金屬氧化物還未被全面開發(趙羽航,陳敏娜,2019)。本論文利用泡沫鎳作基底水熱法合成前驅體緊接著在空氣中煅燒制備出CoNi和CoMn雙金屬氧化物修飾電極,即水熱法合成自支撐電極[16-18]。從這些背景中看出控制變量選擇不同的過渡金屬探究不同金屬氧化物修飾的金屬活性催化電極在催化析氫的性能差異(郭曉波,呂婧怡,2019)。在同溫度同水熱反應時間藥品原料為變量下得到CoNi和CoMn雙金屬氧化物修飾電極。同時通過控制水熱合成的反應溫度來探究溫度對所得金屬氧化物修飾電極形貌的影響(余文博,陳青山,2020)。基于這樣的局面水熱法得到120℃、140℃和160℃條件下制備的CoNi和CoMn目標催化電極前驅體,進一步轉入高溫空氣中灼燒得到雙金屬氧化物修飾的電極。將所得電極在三電極測試系統下測試電化學催化在析氫方向性能。并對雙金屬氧化物修飾電極進行表征,觀測分析溫度改變下對催化電極的形貌影響。現今的研究方向以及結論與已有的成熟理論模型一致。在研究時,嚴格遵循科學研究的規范流程,保持嚴謹的態度。研究設計之初,充分參考經典理論模型的構建原理,確保研究框架搭建得合理且具有穩定性。數據收集階段,采用多種被理論驗證有效的方法,保障數據收集的科學性。對收集到的數據運用適配的統計分析方法,深度剖析數據。在結果討論環節,緊密圍繞已有的成熟理論展開。將研究結論與理論模型詳細比對,分析相同點和差異點。對于相同之處,進一步闡述研究如何豐富和驗證了理論;對于差異點,深入探討背后的原因,為后續研究提供思考切入點。2實驗原理由陰陽極和電解質溶液組成的電解裝置實質為水的分解。其中由陰陽極搭載的各類催化劑在水分解過程提供活性催化位點降低反應能量壁壘。而分解過程大體分為陰極析氫和陽極析氧兩個內部半反應[19-20],從中可窺一斑該氧化還原反應隨著電解質酸堿性不同基本反應式存在差異[21]。具體基本反應原理如下:酸性條件下(楊澤萱,余君昊,2023):總式:2H2O=O2+2H2陽極析出氧氣反應式:2H2O-4e—=4H++O2陰極析出氫氣反應式:4H++4e—=2H2堿中性條件下(徐時飛,賈馨月,2021):總式:2H2O=O2+2H2陽極析出氧氣反應式:4OH—-4e—=2H2O+O2陰極析出氫氣反應式:4H2O+4e—=2H2+4OH—在這等環境下上式可知無論在酸或堿性條件下水的分解都含有四個電子的轉移和質子耦合過程。其中析氫反應機理可分為氫吸附(Volmer反應)電化學脫附(Heyrovsky反應)化學脫附(Tafel反應)三個基本反應過程(彭書天,史鈺萱,2018)[22]。具體機理如下:酸性:Volmer反應H++e—+*=H*Heyrovsky反應H++e—+H*=H2+*Tafel反應2H*=H2+2*堿性:Volmer反應H2O+e—+*=H*+OH—Heyrovsky反應H2O+e—+H*=H2+*+OH—Tafel反應2H*=H2+2*氫氣析出在酸性電解液中由H+還原中得到,在堿中性溶液中水的還原中得到。遵循Volmer-Heyrovsky或Volmer-Tafel路徑(吳尚天,陳伊茜,2019)。但無論哪種途徑吸附氫均為中間體,催化劑電極活性取決于表面積和氫的相互作用。在這等場景中在標準狀況下理論析氫電動勢為零,但考慮實際電阻,實際電極極化現象會高于理論值。析氧反應理論電壓1.23V。3實驗部分3.1實驗藥品藥品名稱化學式純度生產廠家六水合硝酸鎳Ni(NO3)2·6H2O分析純上海阿拉丁生化科技股份有限公司六水合硝酸鈷Co(NO3)2·6H2O分析純上海阿拉丁生化科技股份有限公司一水合硫酸錳MnSO4·H2O分析純上海化學試劑有限公司尿素CH4NO2分析純上海展云化工有限公司氟化銨H4FN分析純上海阿拉丁生化科技股份有限公司泡沫鎳Ni99%昆山嘉億盛電子有限公司無水乙醇CH3CH2OH分析純安徽安特食品股份有限公司丙酮CH3COCH3分析純上海振企化學試劑有限公司鹽酸HCl分析純上海振企化學試劑有限公司3.2實驗儀器名稱型號生產廠商電子天平BSA120S賽多利斯科學儀器(北京)有限公司磁力攪拌器馳久84-1(六)上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司電化學工作站CHI-760E上海辰華儀器有限公司超聲波清洗器KQ-2SODE型昆山市超聲波儀器有限公司X射線衍射儀SmartLab3000W日本日立有限公司掃描電子顯微鏡SU1510日本日立有限公司馬弗爐KSL-1200X合肥科晶材料技術有限公司鼓風干燥箱DHG-9030A上海一恒科學儀器有限公司3.3實驗步驟3.31電極制備本實驗選取泡沫鎳為基底合成自支撐電極,具體合成雙金屬氧化物工作測試電極流程如下:首先將泡沫鎳裁剪為多個1cm×2cm規格,放入丙酮中超聲清洗15min,其目的是去除泡沫鎳廠家涂在表面的防氧化油層(許倩雨,陳建潤,2019)。然后放入3M的鹽酸中超聲30min目的去除表面氧化雜志,在這特定的情境下接著丙酮和無水乙醇交替清洗5min三次目的去除表面清洗后的殘留。將清洗后的基底材料放置60℃鼓風干燥箱干燥12小時,待用(宋時飛,陳曼莉,2021)。稱取1mmolNi(NO3)2·6H2O、1mmolCo(NO3)2·6H2O、3mmolH4FN和6mmol尿素溶于30ml去離子水攪拌溶解標號A-1組。稱取1mmolNi(NO3)2·6H2O、1mmolMnSO4·H2O和1mmol尿素溶于30ml去離子水攪拌溶解標號B-1組。將上述AB組溶液充分攪拌15min至全部溶解,取兩個50ml聚四氟乙烯反應釜內襯清洗干凈將干燥后的1cm×2cm泡沫鎳先至于內襯中再沿著內壁分別加入上述攪拌后的溶液,根據這些表現可以估測出隨后將封蓋好的內襯放置在不銹鋼反應釜中,用金屬桿擰緊大小旋紋(孫昊天,付佳茜,2022)。該論文在研究思路上具有創新性,以創新的方式融入前人關于此主題的研究成果,有力地拓展了研究深度。通過系統地梳理和融合過往文獻,深度挖掘出該領域中未被重視的關鍵問題以及潛在的研究方向。對已有理論進行了更為透徹的剖析,同時提出了全新的研究視角和分析框架。在具體研究過程中,運用先進的研究方法和技術手段,對該主題進行了多維度、全景式的探究。突破傳統研究的局限,從微觀層面揭示事物的內在規律和相互關系,借鑒其他相關領域的理論和實踐經驗,為解決該主題下的問題提供了更加多元、豐富的思考路徑。選用馬弗爐設置程序溫度120℃加熱8小時。冷卻至室溫取出泡沫鎳復合的前驅體用去離子水和無水乙醇交替沖洗。重復以上2-4步驟,在這樣的情境里將3中120℃控制變量法改為140℃和160℃分別對應2步中編號A-2、A-3、B-2和B-3,送至60℃鼓風干燥箱干燥6小時.取出藥品放在陶瓷舟中在馬弗爐350℃(升溫速率10℃/min)煅燒2小時得到雙金屬氧化物修飾電極(韓奇敏,朱向陽,2021)。3.32電極形貌與結構表征X射線衍射儀(XRD)高能x射線束照射在樣品表面,樣品內部晶體中電子吸收能量發生與入射波相同波長的諧振,單個原子周圍電子的諧振雖微不足道,但晶體結構中存在排布規律位置相似的原子,在相距等差波長的位置由于波的疊加原理會產生波峰波谷,由此產生衍射圖譜(邱藝文,袁雅彤,2022)。滿足由勞厄發現布拉格父子簡化的方程2dSinθ=nλ。d為晶面間距,θ為入射角,λ入射波波長。利用所測數據與標準PDF卡片數據庫對比可對樣品進行內部結構分析。從這些經歷中看出如晶面晶型晶體尺寸。本次實驗選用Cu靶,掃速8°/min范圍7°-90°掃描電子顯微鏡(SEM)射入的具有高能量的射線束打到樣品會產生不同的電信號,產生有入射電子轟擊出內層電子后外層電子內遷到內層空穴傳遞多余能量使外層電子逸出的俄歇電子、入射電子與樣品相互作用后逸出樣品表面的背散射電子、被轟擊并離開樣品原子核外電子的二次電子以及內層電子向空穴躍遷釋放的特征X射線波。從這些背景中看出其中背散射電子和二次電子對樣品表面形狀非常敏感可以有效顯示樣品表面微觀形貌,因此這兩類電信號主要應用于形貌檢測(孫紫萱,何澤和,2021)。3.33電化學性能測試線性掃描伏安法(LSV)過電位是最直接表現出催化析氫性能的參數,在電化學工作站CHI760E搭載三電極系統對合成的催化電極進行線性掃描伏安法測試,通過檢測電勢與電流相互作用變化變化的曲線,選取Hg/HgO為參比電極,鉑片為輔助電極,合成的雙金屬氧化物修飾電極為工作電極(龔星辰,王志鴻,2021)。1MKOH為電解液,掃描速率0.01mV/s,電流密度10mAcm-2,所得電勢利用E(VS.RHE)=E(vs.Hg/HgO)+0.098+0.592*pH降到統一標準可逆氫電極加上IR補償歐姆降,基于這樣的局面將兩參數處理后的結果與參照系進行比較催化劑性能的優劣,所得過電位越小表明催化可有效降低反應能壘自然催化性能最好(吳奇源,韓依忠,2022)。在測試LSV前應先測幾次循環伏安法以求保持電化學性能測試時穩定準確。4結果與討論4.1XRD元素分析圖4-1MnCo氧化物XRD圖圖4-2NiCo氧化物XRD圖圖4-3MnCo氧化物和NiCo氧化物局部放大圖圖4-1和4-2是在水熱法同一加熱溫度和加熱時間下所得以泡沫鎳為基底不同過渡金屬氧化物經過煅燒而來的催化電極的XRD圖。圖4-3為上述所得XRD圖譜中局部區域放大圖(陳辰熙,成奇遠,2017)。從中可窺一斑對圖4-1聯合圖4-3a進行分析,當2θ為44.8°、51.9°和76.7°基于上文的分析結果,能夠切實驗證之前的理論分析,尤其是關鍵概念的理解在理論上達成了深化與拓展。這種深化表現為對概念內涵進行深入透徹的剖析,以及對其潛在影響范圍的廣泛探索。通過對相關文獻的詳細梳理和實證數據的嚴謹分析,本文進一步明確了關鍵概念在理論體系中的具體地位、發揮的作用以及相互之間的關聯。這種拓展為本文帶來了全新的研究視角和思考方向,有助于推動該領域理論不斷邁向新的高度。出現三個很明顯的特征峰,查找XRD對應標準PDF卡片得出這三個特征峰對應金屬鎳的(111)、(200)和(220)晶面指數。分析原因該方法以高純度金屬泡沫鎳為基底加上實驗步驟中藥品使用量低,而泡沫鎳質量占比高從而致使在該三處特征峰值非常高(陳嘉福,趙銘昊,2020)。在這等環境下局部放大圖中在64.7°存有一個鈷錳氧化物特征峰對應(440)衍射面,此處分析的數據得鈷錳氧化物已經成功負載于泡沫鎳表面。同樣思路分析圖4-2與4-3b,XRD數據分析在2θ為36.9°時出現的特征峰是鈷鎳氧化物在(111)晶面衍射波疊加而得,同樣推測出結論泡沫鎳表面載存有鈷鎳氧化物(朱星辰,成雅倩,2022)。4.2SEM形貌表征圖4-4不同溫度水熱合成雙金屬氧化物修飾電極SEM圖圖4-5雙金屬氧化物修飾電極微觀形貌放大圖在這等場景中圖4-4中顯示出姿態各異且不同于空白泡沫鎳微觀結構表明確實有過渡金屬氧化物負載于泡沫鎳表面,SEM表征結果與XRD結構分析一致,其中a與d為120℃、b與e為140℃以及c與f為160℃的水熱溫度以錳鎳過渡金屬元素為源變量橫向對照,a-c和d-f為同種過渡金屬不同水熱溫度為縱向對照所得形貌微觀結構圖(馬云福,陳雨晗,2021)。圖4-5為局部形貌放大圖,圖4-5g-i可以看出錳鈷氧化物所修飾電極有立體堆積微球型,在這特定的情境下密集片線堆疊型,底層短距線嵌花球型(陸文昊,陳婉君,2021)。從研究情況可以看出,本研究極為重視跨學科的交叉整合,借鑒了多學科的理論基礎和研究手段,目標是實現研究視角的多元豐富和研究深度的深度提升。這種跨學科的研究模式,不僅能夠更全面地領會研究對象的復雜特性和多樣面貌,還能夠探尋到單一學科研究難以揭示的新規律和新現象。同時,本研究大力強調理論與實踐的有機結合,力求將抽象的理論應用于具體的實踐問題攻克中,以檢驗理論的實際效能和實用價值。圖4-5j-l所顯示為鎳鈷氧化物修飾電極片層堆砌邊緣纖毛化打底球片堆積型,細微片花球型和下層梭線中層微球上層嵌薄片型。聯合圖4-4圖4-5結合前面理論部分可以推測形貌改變有雙金屬的協同作用,在這樣的情境之下同時溫度對于雙金屬氧化物修飾電極形貌也有很大的影響(徐奇遠,成雅倩,2023)。值得一提的是當水熱溫度為160℃是錳鈷和鎳鈷雙金屬氧化物所修飾電極形貌存在相似性,推測原因是同為過渡金屬元素化學性質相似導致形貌在該溫度下表現出相同的趨勢。4.3電化學性能分析圖4-6錳鈷雙金屬氧化物修飾電極電化學析氫性能圖圖4-6是所得錳鈷雙金屬氧化物修飾電極在三電極測試系統下有關催化電解水析氫的性能(郭曉羽,付奇琪,2023)。在圖中可觀測到溫度為120℃最先達到析氫催化拐點即表明需要較低的過電位,根據這些表現可以估測出符合節能可持續發展戰略。結合4-5中形貌微觀圖,在該溫度下雙金屬氧化物修飾電極底層小片層有邊緣纖毛化結構,此邊緣尖細毛狀很好的降低了氫氣的粘附性,在這樣的情境里有利于氫氣的及時脫附(周澤和,陳夢茜,2020)。140℃下和160℃下的形貌結構不利于電子快速轉移,進而催化性能有所欠缺。圖4-7鎳鈷雙金屬氧化物修飾電極電化學析氫性能圖4-7是所得鎳鈷雙金屬氧化物修飾電極在三電極測試系統下有關催化電解水析氫的性能(孫志遠,周雅茜,2020)。因應這局勢而定由圖中顯示在水熱合成溫度為120℃時在催化析氫時所需要的過電位絕對值小于另外兩個溫度得出該修飾電極催化性能優于另外140℃和160℃下合成的催化電極(鄭君萱,黃雅茜,2022)。同樣結合圖4-5中形貌來看,緊密堆積的立體微球比表面積更大進一步引起更多催化活性位點的暴露,催化位點增多可有效降低反應所需能量壁壘加快電解水析氫反應進程。5結論與展望5.1結論本文探究了不同金屬氧化物和在不同溫度下以泡沫鎳為基底合成金屬氧化物修飾的催化電極,結果顯示在不同金屬元素不同的合成溫度對修飾電極有著很大的影響,不同金屬在相同的溫度下擁有不同的協同作用,同樣的金屬在不同溫度下形貌也有很大的差異。5.2展望本文探究的金屬元素不夠廣泛,可多添加幾組不同金屬所合成的氧化物修飾電極多設計幾組平行對照實驗。本文所合成的立體多層雙金屬氧化物可繼續優化時間溫度用于其他電化學性能研究,比如多層立體可容納更多電子因此可用于超級電容器,或者電化學催化還原二氧化碳等。參考文獻L.Barelli,G.Bidini,F.Gallorini,S.Servili.Hydrogenproductionthroughsorption-enhancedsteammethanereformingandmembranetechnology:Areview[J].Energy,2007,33(4).KarakedTedsree,TongLi,SimonJones,ChunWongAaronChan,KaiManKerryYu,PaulA.J.Bagot,EmmanuelleA.Marquis,GeorgeD.W.Smith,ShikChiEdmanTsang.HydrogenproductionfromformicaciddecompositionatroomtemperatureusingaAg–Pdcore–shellnanocatalyst[J].NatureNanotechnology,2011,6(5).Xiaoxin,Zou,Yu,etal.Noblemetal-freehydrogenevolutioncatalystsforwatersplitting.[J].ChemicalSocietyReviews,2015,44:5148-5180.WangYonggang,SongYanfang,XiaYongyao.Electrochemicalcapacitors:mechanism,materials,許倩雨,陳建潤tems,characterizationandapplications.[J].ChemicalSocietyreviews,2016,45(21).DemirciUB,AkdimO,MieleP.Ten-yeareffortsandano-gorecommendationforsodiumborohydrideforon-boardautomotivehydrogenstorage[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy,2009,34(6):2638-2645.趙云龍,陳文澤,etal.Non‐NobleMetal‐basedCarbonCompositesinHydrogenEvolutionReaction:FundamentalstoApplications[J].AdvancedMaterials,2022,29(14):1605838.1-1605838.35.陳奇遠,張一鳴.堿性水電解用聚砜隔膜的制備和研究[D].天津大學,2023.付佳茜,黃澤和.固體氧化物電解水制氫系統效率[J].清華大學學報(自然科學版),2021,49(6):868-871.LIUMingyi,YUBo,XUJingming.Efficiencyofsolidoxidewaterelectrolysis許倩雨,陳建潤temforhydrogenproduction[J].JTsinghuaUniv(Sci.&Tech.),2009,49(6):868-871.周嘉欣,黃成,等.電解水制氫MoS2催化劑研究與氫能技術展望[J].化工進展,2021,38(01):278-290.林昊天,丁依向,etal.PhosphorusNitrideImideNanotubeasCarbon-freeSupporttoAnchorSingleRuSitesforEfficientandRobustHydrogenEvolution[J].AngewandteChemieInternationalEdition,2018,57.張文和,陳嘉熙.聚苯并咪唑膜用于膜法酸堿兩性電解水制氫研究[J].膜科學與技術,2018,38(05):6-12.趙向昊,孫雅倩,等.多壁碳納米管-Nafion膜修飾鉑電極的電化學性質[J].分析測試學報,2015(2).Yang,Zao,Wang,etal.TheinfluenceofadditionofcitricacidonthephysicalpropertiesofmetallicoxidenanorodsviaSol-Gelroutepreparation[J].InternationalJournalofMaterialsResearch,2015.吳俊天,陳麗娜,等.電沉積制備多孔Ni-Fe-Sn合金電極及其析氧性能[J].過程工程學報,2019,019(001):159-164.成珊珊,吳凱茜.金屬氧化物半導體氣敏材料的研究進展[

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論