等离子体改性双金属氢氧化物及其在水氧化中的应用研究

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1、硕士学位论文学校代号10532学号S151101024分类号密级不保密硕士学位论文等离子体改性双金属氢氧化物及其在水氧化中的应用研究学位申请人姓名刘荣培养单位化学化工学院导师姓名及职称王双印教授学科专业化学研究方向电化学催化论文提交日期2018年5月16日II等离子体改性双金属氢氧化物及其在水氧化中的应用研究学校代号：10532学号：S151101024密级：不保密湖南大学硕士学位论文等离子体改性双金属氢氧化物及其在水氧化中的应用研究学位申请人姓名：刘荣导师姓名及职称：王双印教授培养单位：化学化工学院专业名称：化学论文提交日期：2018年5月16

2、日论文答辩日期：2018年5月28日答辩委员会主席：胡家文教授III硕士学位论文PlasmaModifiedLayeredDoubleHydroxideNanosheetsanditsApplicationinWaterOxidationbyLiuRongB.S.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinChemistryintheGraduateSchoolofHunanUni

3、versitySupervisorProfessorWangShuangyinMay,2018IV等离子体改性双金属氢氧化物及其在水氧化中的应用研究湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学

4、校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密□，在年解密后适用本授权书。2.不保密□√。(请在以上相应方框内打作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日V硕士学位论文摘要随着科学技术的高速发展，传统化石燃料使用过度导致的能源危机及其带来的环境污染问题越来越严峻，开发可持续再生的新能源技术取代传统化石燃料已经成为了人们的迫切需求。电化学新能源技术是公认的各类新能源技术

5、中最稳定的和高效的，其中最具有代表性的电化学新能源技术包括电解水技术、燃料电池和金属-空气电池等，然而由于这些新能源技术中所涉及的氧析出反应为动力学缓慢的过程，因此，开拓高效并且稳定地电化学氧析出反应催化剂是电化学新能源技术发展的关键问题之一。贵金属催化剂及其氧化物（Pt、RuO2/IrO2）在电催化氧析出反应中具有很高的催化活性，然而由于其价格昂贵、地球上存储量不足以及在实际应用中的不稳定性等缺陷严重地限制了其大规模工业应用，使人们迫切地希望开拓出廉价并且高效的新型氧析出电催化剂。大量的研究结果表明，钴基材料是一类杰出的并且最有前景的氧析出催化

6、剂。由于块体CoFeLDHs纳米片的独特层状2D结构和电子可调控性等特点，本论文采用等离子体技术对CoFeLDHs纳米片进行改性，提高其氧析出电催化性能。主要内容为：（1）块体CoFeLDHs纳米片是由金属层与层间阴离子组成，金属层与层间阴离子之间存在静电相互作用力。利用水等离子体可部分刻蚀层间阴离子来剥离块体纳米片和在金属氢氧化物层产生空位。通过物理表征证实了层状块体材料被成功地剥离，并且获得的超薄CoFeLDHs纳米片具有多空位和高的比表面积，促使电催化氧析出性能明显的提高，该研究为层状块体材料的剥离开拓了一种新方法，有利于非贵金属催化剂的进

7、一步发展。（2）在水等离子体剥离块体CoFeLDHs纳米片的基础上，开发了溶液等离子体改性块体CoFeLDHs纳米片。水等离子体物理剥离的新片层表面活性较高，使其磷酸氢二钠溶液与原位剥离的LDHs片层快速地发生化学反应生成非晶态CoFePi超薄纳米片。通过溶液等离子体实现物理剥离的同时发生化学转化，获得的非晶态CoFePi超薄纳米片具有多孔结构、多空位、高比表面积及非晶态结构，促使电催化氧析出性能明显的提高，该研究为超薄层状材料的合成提高了一种新的思路。关键词：氧析出反应；水等离子体；溶液等离子体；磷酸钴铁；CoFeLDHs纳米片VI等离子体改性

8、双金属氢氧化物及其在水氧化中的应用研究AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechno