过渡金属Ni、Co、Mo化合物电极的制备及其电解水析氢性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文过渡金属Ni、Co、Mo化合物电极的制备及其电解水析氢性能研究硕士研究生：杨雪莹指导教师：王贵领教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：曹殿学教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文过渡金属Ni、Co、Mo化合物电极的制备及其电解水析氢性能研究硕士研究生：杨雪莹指导教师：王贵领教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学Class

2、ifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngPreparationandHydrogenEvolutionReactionPerformanceofTransitionMetalNi,CoandMoCompoundsElectrodesCandidate:YangXueyingSupervisor:Prof.WangGuilingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringa

3、ndTechnologyDateofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明

4、。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声

5、明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日过渡金属Ni、Co、Mo化合物电极的制备及其电解水析氢性能研究摘要水电解是一种电化学过程，通过电能作为驱动力将水分解为氢气与氧气。过渡金属催化剂在廉价易得的同时也具有较高的催化活性，优越的稳定性能，因此吸引了研究者的目光，是十分有前景的非铂析氢催化剂。本论文中以碳布和泡沫镍为基体，通过高温固相法、溶剂热法、直接生长法、化学还原法制备了电解水析氢阴极材料，分别使用SEM，TEM，

6、XRD，XPS等物理表征手段以及循环伏安(CV)，线性扫描(LSV)，计时电流(CA)，交流阻抗(EIS)等电化学测试方法研究了制备电极的物理结构以及催化析氢性能。经过高温固相法用七钼酸铵和核桃壳粉制备了Mo2C催化剂。用5%的萘酚溶液作为粘结剂，将一定量的Mo2C和用萘酚溶液、无水酒精和去离子水按一定比例配置的混合溶液通过简单的机械搅拌混合均匀，涂覆在碳布表面制备了电解水制氢(HER)阴极电极Mo2C/CC。电化学测试表明，空白的碳布基本没有析氢性能。而Mo2C/CC则展示了优良的HER性能，获得10mA·cm-2的电流只需要

7、140mV的过电势，相应的塔菲尔斜率为63mV·dec-1，大量循环测试过后，性能衰减维持在10%以内并且在经历10小时测试后的E-t、i-t性能曲线几乎没有变化，这表明电极的稳定性优良。-3NaBH以泡沫镍为基体，通过90℃低温直接生长、350℃下焙烧最后在0.1mol·dm4溶液中还原制备而成的Ni-Co-NiCo2O4/NF电极具有3D网状结构，生长在泡沫镍上的Ni-Co-NiCo2O4纳米片边缘围绕着一层金属镍钴的纳米颗粒，是一种典型的核壳结构，这层金属外壳的存在增强了电极的导电性能，缓解了氧化物的导电性能差的固有缺陷。

8、电化学测试表明，空白的泡沫镍在碱性环境中具有一定程度的析氢性能，生长上具有核壳结构的Ni-Co-NiCo-2时需2O4纳米片后性能得到了很大的提升，当电流达到10mA·cm要的过电势约为125mV，斜率为77mV·dec-1。长时间的稳定性测试之后，性能衰减维持