摘要 | 第4-6页 |
abstract | 第6-8页 |
创新点摘要 | 第9-15页 |
第一章 绪论 | 第15-34页 |
1.1 研究背景与意义 | 第15-16页 |
1.2 磷化镍纳米晶的可控合成方法 | 第16-22页 |
1.2.1 溶剂热法 | 第16-18页 |
1.2.2 金属有机磷化法 | 第18-22页 |
1.2.3 固相反应法 | 第22页 |
1.3 电催化水制氢基本原理 | 第22-25页 |
1.4 电解水制氢催化剂的研究进展 | 第25-32页 |
1.4.1 过渡金属硫化物 | 第25-27页 |
1.4.2 过渡金属碳化物 | 第27-28页 |
1.4.3 过渡金属磷化物 | 第28-32页 |
1.5 本论文研究目的及主要内容 | 第32-34页 |
第二章 磷化镍纳米晶的可控合成规律及构效关系 | 第34-69页 |
2.1 引言 | 第34-35页 |
2.2 实验部分 | 第35-38页 |
2.2.1 试剂 | 第35页 |
2.2.2 磷化镍纳米晶的合成 | 第35-36页 |
2.2.3 BTND前驱体的合成 | 第36页 |
2.2.4 BTND热分解合成磷化镍纳米晶 | 第36页 |
2.2.5 不同晶相磷化镍纳米晶(Ni_(12)P_5、Ni_2P、Ni_5P_4)的可控合成 | 第36页 |
2.2.6 表征方法 | 第36-38页 |
2.2.7 电催化活性评价方法 | 第38页 |
2.3 结果与讨论 | 第38-67页 |
2.3.1 金属有机磷化法合成磷化镍的表征及其合成规律 | 第38-45页 |
2.3.1.1 P:Ni前驱体摩尔比的影响 | 第38-41页 |
2.3.1.2 温度的影响 | 第41页 |
2.3.1.3 时间的影响 | 第41-43页 |
2.3.1.4 还原剂OAm加量的影响 | 第43-45页 |
2.3.1.5 不同添加剂的影响 | 第45页 |
2.3.2 金属有机磷化物前驱体法合成磷化镍的表征及其合成规律 | 第45-56页 |
2.3.2.1 BTND前驱体的结构表征 | 第45-48页 |
2.3.2.2 反应条件对产物晶相和尺寸的影响 | 第48-56页 |
2.3.2.3 可能的生长机理 | 第56页 |
2.3.3 磷化镍纳米晶的晶相控制及其与电催化制氢性能的构效关系 | 第56-67页 |
2.3.3.1 不同晶相磷化镍的结构表征 | 第56-62页 |
2.3.3.2 可能的形成机理 | 第62-63页 |
2.3.3.3 不同晶相的磷化镍对电催化制氢性能的影响 | 第63-67页 |
2.4 本章小结 | 第67-69页 |
第三章 磷化镍纳米晶与碳纳米管的组装及其电催化制氢性能 | 第69-86页 |
3.1 引言 | 第69-70页 |
3.2 实验部分 | 第70-72页 |
3.2.1 试剂 | 第70页 |
3.2.2 CNT的酸处理方法 | 第70页 |
3.2.3 Ni_2P/CNT的合成 | 第70-71页 |
3.2.4 Ni_(12)P_5/CNT的合成 | 第71页 |
3.2.5 Ni/CNT的合成 | 第71页 |
3.2.6 表征方法 | 第71页 |
3.2.7 电催化活性评价方法 | 第71-72页 |
3.2.8 活性位点数(n)及转化频率(TOF)的计算 | 第72页 |
3.3 结果与讨论 | 第72-85页 |
3.3.1 催化剂表征 | 第72-78页 |
3.3.2 Ni/CNT,Ni_(12)P_5/CNT和Ni_2P/CNT催化剂的制氢活性和稳定性对比 | 第78-80页 |
3.3.3 Ni_2P/CNT催化剂的EIS分析 | 第80-82页 |
3.3.4 Ni_(12)P_5/CNT和Ni_2P/CNT催化剂制氢的法拉第效率对比 | 第82-83页 |
3.3.5 催化作用机理分析 | 第83-85页 |
3.4 本章小结 | 第85-86页 |
第四章 磷化镍纳米粒子与碳纳米球的组装及其电催化制氢性能 | 第86-98页 |
4.1 引言 | 第86页 |
4.2 实验部分 | 第86-87页 |
4.2.1 试剂 | 第86-87页 |
4.2.2 Ni_2P/CNS_(s-x)的合成(x代表不同的CNSs含量) | 第87页 |
4.2.3 Ni/CNS_s-20的合成 | 第87页 |
4.2.4 表征方法 | 第87页 |
4.2.5 电催化活性评价方法 | 第87页 |
4.3 结果与讨论 | 第87-97页 |
4.3.1 催化剂的表征 | 第87-92页 |
4.3.2 不同CNS_s含量对电催化制氢性能的影响 | 第92-96页 |
4.3.3 催化作用机理分析 | 第96-97页 |
4.4 本章小结 | 第97-98页 |
第五章 磷化镍纳米粒子与氮掺杂石墨烯的组装及其电催化制氢性能 | 第98-113页 |
5.1 引言 | 第98-99页 |
5.2 实验部分 | 第99-100页 |
5.2.1 试剂 | 第99页 |
5.2.2 GO的合成 | 第99页 |
5.2.3 RGO的合成 | 第99-100页 |
5.2.4 NRGO的合成 | 第100页 |
5.2.5 Ni_2P/NRGO和Ni_2P/RGO催化剂的合成 | 第100页 |
5.2.6 表征方法 | 第100页 |
5.2.7 电催化活性评价方法 | 第100页 |
5.2.8 活性位点数(n)和转化频率(TOF)的计算 | 第100页 |
5.3 结果与讨论 | 第100-112页 |
5.3.1 催化剂合成及表征 | 第100-106页 |
5.3.2 Ni_2P/RGO和Ni_2P/NRGO催化剂的电催化制氢性能对比 | 第106-109页 |
5.3.3 不同温度对两种催化剂制氢性能的影响 | 第109-112页 |
5.3.4 催化作用机理分析 | 第112页 |
5.4 本章小结 | 第112-113页 |
第六章 金属钴的引入对磷化镍基催化剂电催化制氢性能的影响机制 | 第113-138页 |
6.1 引言 | 第113-114页 |
6.2 实验部分 | 第114-115页 |
6.2.1 试剂 | 第114页 |
6.2.2 CNT_s的酸处理 | 第114页 |
6.2.3 不同Co含量的Co_(2-x)Ni_xP/CNT_s催化剂的合成 | 第114页 |
6.2.4 表征方法 | 第114-115页 |
6.2.5 电催化活性评价方法 | 第115页 |
6.2.6 活性位点数(n)和转化频率(TOF)的计算 | 第115页 |
6.2.7 密度泛函理论(DFT)计算方法 | 第115页 |
6.3 结果与讨论 | 第115-137页 |
6.3.1 催化剂表征 | 第115-126页 |
6.3.1.1 XRD分析 | 第115-116页 |
6.3.1.2 SEM、TEM及EDX分析 | 第116-120页 |
6.3.1.3 XPS分析 | 第120页 |
6.3.1.4 ICP-OES分析 | 第120-121页 |
6.3.1.5 同步辐射XAS分析 | 第121-124页 |
6.3.1.6 H_2-TPD分析 | 第124-125页 |
6.3.1.7 孔结构分析 | 第125-126页 |
6.3.2 不同Co含量的Co_(2-x)Ni_xP/CNT_s催化剂的电催化性能对比 | 第126-129页 |
6.3.3 不同温度对Co_(2-x)Ni_xP/CNT_s催化剂的性能影响 | 第129-132页 |
6.3.4 CNT_s含量及载体类型对电催化性能的影响 | 第132-134页 |
6.3.5 DFT计算结果分析 | 第134-137页 |
6.4 本章小结 | 第137-138页 |
结论 | 第138-141页 |
参考文献 | 第141-158页 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第158-163页 |
致谢 | 第163-165页 |
作者简介 | 第165页 |