【摘 要】
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因化石燃料消耗带来的污染问题日愈加重,氢能由于清洁性、可再生性以及储能高等特点,成为了人们的研究重点。传统的电解水制氢体系因成本高、淡水资源压力大以及耗能高等因素大大限制了其在工业化方面的大范围应用。因此电解水制氢催化剂的研究重点在于开发低成本的电解水制氢体系以及降低能耗的催化剂。本文以钴基过渡金属催化剂为基础,探究钴基过渡金属催化剂在电解制氢方面的应用,具体研究内容如下:（1）通过水热合成和低温
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因化石燃料消耗带来的污染问题日愈加重,氢能由于清洁性、可再生性以及储能高等特点,成为了人们的研究重点。传统的电解水制氢体系因成本高、淡水资源压力大以及耗能高等因素大大限制了其在工业化方面的大范围应用。因此电解水制氢催化剂的研究重点在于开发低成本的电解水制氢体系以及降低能耗的催化剂。本文以钴基过渡金属催化剂为基础,探究钴基过渡金属催化剂在电解制氢方面的应用,具体研究内容如下:（1）通过水热合成和低温磷化法制得Co-V-P催化剂,探究金属V的掺杂在碱性溶液中对催化剂的影响以及不同Co-V比例对催化性能的影响。从析氢反应（HER）、析氧反应（OER）以及两电极全解水不同方面对Co-V-P的电催化活性以及催化稳定性进行探索。（2）在碱性模拟海水溶液中探究Co3Fe Px电解水性能。通过紫外可见分光光度法和质谱法对电解模拟海水阳极端产氧产氯选择性进行了测试,在此基础上通过对材料电解模拟海水的HER、OER以及电化学稳定性的探索,为电解海水制氢缓解淡水压力奠定了基础。（3）传统的电解水制氢因其缓慢的OER受到阻碍,而碳水化合物的氧化反应（COR）因其具有更加有利于热力学的特性以及可以替代OER的可能性,从而降低产氢能耗。选用Co3Fe Px作为COR的催化剂,通过四个具有代表性的COR对催化性能进行分析,发现碳水化合物的存在对Co3Fe Px的性能没有负面影响。并延伸到实际生活中常见的碳水化合物进行测试,为实现节能制氢和废弃碳水化合物的再利用奠定了基础。
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