| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 缩写和符号清单 | 第12-14页 |
| 1 引言 | 第14-16页 |
| 2 文献综述 | 第16-38页 |
| 2.1 制氢技术发展进展 | 第16-22页 |
| 2.1.1 碱性水电解技术 | 第16-18页 |
| 2.1.2 固体氧化物水电解技术 | 第18页 |
| 2.1.3 质子交换膜水电解技术 | 第18-21页 |
| 2.1.4 质子交换膜水电解技术工作原理 | 第21-22页 |
| 2.2 质子交换膜水电解技术关键科学问题 | 第22-34页 |
| 2.2.1 电催化剂 | 第23-31页 |
| 2.2.2 质子导电聚合物与质子交换膜 | 第31-34页 |
| 2.3 本论文的研究思路与研究内容 | 第34-38页 |
| 2.3.1 研究思路 | 第34-35页 |
| 2.3.2 技术路线与实施方案 | 第35-36页 |
| 2.3.3 研究目标 | 第36-38页 |
| 3 实验方案 | 第38-54页 |
| 3.1 本论文所用化学试剂、设备 | 第38页 |
| 3.1.1 化学试剂、装置及设备 | 第38页 |
| 3.2 复合载体材料以及负载型电催化剂的制备与合成 | 第38-41页 |
| 3.2.1 复合载体材料成分优化 | 第38-40页 |
| 3.2.2 复合载体材料微结构优化 | 第40-41页 |
| 3.3 催化层荷电特性优化与微结构的构筑工艺 | 第41-43页 |
| 3.3.1 复合质子交换膜的制备与合成 | 第41-42页 |
| 3.3.2 复合质子导电聚合物的制备与合成 | 第42页 |
| 3.3.3 CCM膜电极的制备 | 第42-43页 |
| 3.4 非贵金属析氢电催化材料制备与合成 | 第43-45页 |
| 3.4.1 非晶态镍磷粉体材料制备 | 第43页 |
| 3.4.2 非贵金属析氢电极制备 | 第43-45页 |
| 3.5 物理化学表征 | 第45-47页 |
| 3.5.1 热重分析 | 第45页 |
| 3.5.2 晶体结构分析 | 第45页 |
| 3.5.3 表面形貌与微结构分析 | 第45页 |
| 3.5.4 元素结合态分析 | 第45-46页 |
| 3.5.5 比表面积分析 | 第46页 |
| 3.5.6 红外分析 | 第46页 |
| 3.5.7 电导率分析 | 第46-47页 |
| 3.6 电化学表征 | 第47-51页 |
| 3.6.1 析氧电催化剂的电化学表征 | 第47-50页 |
| 3.6.2 析氢电催化材料的电化学表征 | 第50-51页 |
| 3.7 单池表征 | 第51-54页 |
| 3.7.1 质子交换膜的预处理 | 第51页 |
| 3.7.2 催化层以及膜电极的制备 | 第51-52页 |
| 3.7.3 阴极侧为析氢电极的膜电极制备 | 第52-53页 |
| 3.7.4 单池组装与测试 | 第53-54页 |
| 4 结果与讨论 | 第54-116页 |
| 4.1 复合载体材料组分对负载型电催化剂的影响 | 第54-66页 |
| 4.1.1 复合载体材料的晶相分析与微结构研究 | 第55-58页 |
| 4.1.2 质子导电相与复合载体材料电导率的优化 | 第58-59页 |
| 4.1.3 载体荷电传输优化对电催化剂活性和耐久性的改善 | 第59-64页 |
| 4.1.4 不同荷电传输特性负载型电催化剂的单池性能与寿命研究 | 第64-65页 |
| 4.1.5 小结 | 第65-66页 |
| 4.2 复合载体材料微结构对负载型电催化剂的影响 | 第66-80页 |
| 4.2.1 锑掺杂二氧化锡纳米纤维前驱体煅烧策略的确定 | 第67-68页 |
| 4.2.2 不同载体材料的晶相分析与微结构研究 | 第68-71页 |
| 4.2.3 不同复合载体负载型电催化剂的晶相分析与微结构研究 | 第71-74页 |
| 4.2.4 不同微结构载体对电催化剂活性的影响 | 第74-79页 |
| 4.2.5 不同微结构载体负载型电催化剂的单池性能与寿命研究 | 第79-80页 |
| 4.2.6 小结 | 第80页 |
| 4.3 负载型析氧电催化材料活性提升机理研究 | 第80-86页 |
| 4.3.1 荷电传输对IrO_2表面活性位点和析氧中间反应的支持作用 | 第82-84页 |
| 4.3.2 微结构对IrO_2表面电催化位点活性的交互支持作用 | 第84-86页 |
| 4.4 荷电传输特性与微结构对膜电极性能和寿命的影响 | 第86-95页 |
| 4.4.1 复合质子交换膜电导率的优化以及质子传导机理 | 第88-91页 |
| 4.4.2 质子导电聚合物添加量对催化层孔结构的影响研究 | 第91-93页 |
| 4.4.3 质子传导和催化层孔结构对单池性能与寿命的影响机理 | 第93-95页 |
| 4.4.4 小结 | 第95页 |
| 4.5 镍磷合金粉体材料可控制备与析氢电催化性能研究 | 第95-108页 |
| 4.5.1 煅烧温度对Ni-P粉体的晶相结构与微结构影响研究 | 第97-101页 |
| 4.5.2 晶相结构对Ni-P粉体的析氢活性影响研究 | 第101-103页 |
| 4.5.3 镍磷表面析氢机理分析 | 第103-107页 |
| 4.5.4 小结 | 第107-108页 |
| 4.6 非贵金属析氢电极性能研究 | 第108-116页 |
| 4.6.1 析氢电极Ni-P镀层晶相分析与微结构研究 | 第109-111页 |
| 4.6.2 镀液pH值对析氢电极Ni-P镀层结构影响研究 | 第111-113页 |
| 4.6.3 析氢电极Ni-P镀层的析氢性能与耐久性研究 | 第113-115页 |
| 4.6.4 析氢电极的单池性能研究 | 第115页 |
| 4.6.5 小结 | 第115-116页 |
| 5 结论 | 第116-118页 |
| 参考文献 | 第118-131页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第131-135页 |
| 学位论文数据集 | 第135页 |
