非贵金属型催化剂论文_席文广

导读:本文包含了非贵金属型催化剂论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:普鲁士,催化剂,贵金属,阵列,纳米,水分,论文。

非贵金属型催化剂论文文献综述

席文广^[1]（2019）在《高效非贵金属纳米阵列型催化剂设计制备及电催化析氧反应研究》一文中研究指出在以电催化水分解等为代表的电化学新能源研究领域,电催化析氧反应(OER)是其中的一个关键性问题。由于OER是一个动力学缓慢的过程,因此研发高效的析氧反应电催化剂是促进这类新能源科技发展的核心问题之一。贵金属电催化剂如Pt、RuO_2/IrO_2等在析氧反应电催化方面具有非常高的活性,然而由于其高成本,低储量以及在实际工业应用中的低稳定性等不利因素严重限制了其大规模工业化和商业化应用。目前一个重要的研究策略是构筑具有多元活性成分的复合型催化材料,利用多元组分的相互协同作用降低电催化反应的自由能,提升电催化活性。其中,通过纳米阵列的设计制备,将活性催化组分与电极基底有效复合,可以进一步提高电催化剂的实际应用价值。因此,开发在电极基底上设计制备新型纳米阵列型催化剂是该领域的一个研究热点。本论文拟采用类普鲁士蓝化合物等为前驱体,以金属泡沫镍为电极基底,通过化学合成的方法,构筑新型纳米阵列催化剂。基于这一想法,我们成功制备了两种纳米阵列型复合催化剂,并对其电催化分解水性能展开了研究。成果如下:1、我们制备了中空纳米立方体修饰的纳米阵列型电催化剂。通过在泡沫镍基底(NF)上生长Ni(OH)_2纳米阵列,进一步用共沉淀法在Ni(OH)_2纳米片上构建KNi[Fe(CN)_6]PBA纳米立方体阵列。然后,在管式炉中通氮气磷化,得到了分层的Ni_2P纳米片上生长的O掺杂双金属磷化物(NiFe)_2 P(O)纳米立方体阵列(NA)材料(简称为Ni_2P/(NiFe)_2P(O)NAs)。该材料具有独特的Ni_2P/(NiFe)_2P(O)纳米复合异质核心,KNi[Fe(CN)_6]PBA纳米立方体被Ni(OH)_2纳米片限域生长,从而形成叁维立体框架结构,纳米立方体粒子尺寸较小且粒径分布较为均匀。通过X-射线粉末衍射、X射线光电子能谱以及扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征手段对Ni_2P/(NiFe)_2P(O)NAs的形貌和组分进行了详细的分析。Ni_2P/(NiFe)_2P(O)NAs纳米复合材料具有优异的OER电催化性能和高的电催化稳定性。通过一系列的对照实验以及DFT计算表明掺入Fe的Ni_2P可以在Fe原子上产生新的活性位点,并且在表面掺杂的氧存在下,中间体和产物的能垒有效降低,这两个过程都是增强OER性能的关键因素。此外,由于整个复合纳米材料是基于泡沫镍制备,泡沫镍具有大的比表面积和高的电导率,可以使催化剂在大电流密度下保持高效的电催化活性和电化学稳定性,从而进一步提高了复合纳米材料的整体电催化性能。2、我们制备了P掺杂的Ni(OH)_2/NiMoO_4复合纳米阵列电催化剂。首先,在泡沫镍上构筑了片状的Ni(OH)_2,后经一次水热在Ni(OH)_2纳米片上构筑NiMoO_4,然后在通氮气的管式炉中磷化,得到掺杂的P-Ni(OH)_2/NiMoO_4纳米复合材料。并通过X-射线粉末衍射与X光电子能谱以及扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征手段对样品进行分析。通过电化学水分解实验证实了P-Ni(OH)_2/NiMoO_4具有良好的电催化析氢性能和电催化析氧性能。综述,本论文探索了简易模板法制备具有异质结构多元活性的纳米复合材料方法,并获得了新型的电催化水分解催化剂,通过对照试验和理论计算阐述了多元复合纳米材料的反应机理,为开发新型非贵金属纳米复合材料在大电极上的实际应用提供了新的思路。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）