基于ZIF-67的电催化剂制备及性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maly_soly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
如今世界经济发展迅速,但与此同时能源逐渐短缺的问题以及大量使用化石燃料所导致的环境问题越来越尖锐,所以尽快寻找化石能源的替代品成为了新时代发展的一大议题。电分解水制氢的发展已经有了很久的历史,但仍面临着电分解水制氢电能消耗过多,造成电分解水制取氢气不能大量投入工业生产的问题,寻找合适的电极催化剂材料成为了解决这个问题的出路。MOF材料因为其结构的特殊性使之现在已经成为研究的热点,它在电催化分解水方面有很大的潜力。本课题首先制备了Co-MOF前驱体ZIF-67,然后将其分别在700℃、800℃和900℃三种温度下烧结。用XRD、TEM、氮气吸附-脱附等测试手段分别表征了材料的晶相和孔隙结构,对材料的电催化分解水制取氢气(HER)的催化性能做了一系列测试。进一步探究了刻蚀、烧结温度对催化过程的影响。测试结果显示,刻蚀之后的材料的比表面积更大,催化性能更好;相比于其他烧结温度,800℃烧结的材料氮掺杂量最多为2.88%,石墨化程度更高Raman ID/IG为0.943,且比表面积更大为464.401 cm2/g。对其进行电化学催化产氢性能测试,结果表明800℃烧结的样品的催化性能更好,他在过电势为-306mV时电流密度达到10 mA/cm2,塔菲尔斜率值为98 mV/dec,经电化学阻抗拟合计算该材料的电荷迁移电阻为29.6Ω,然后通过材料在不同扫速下的循环伏安曲线,计算得出该材料的双电层电容为2.605 mF/cm2。制备Fe掺杂ZIF-67,并对其在800℃下进行烧结。通过XRD和TEM表征表明Fe元素成功掺杂进入了MOF结构中,5%掺杂量的材料的氮掺杂量最高为7.03%,石墨化程度最高,Raman ID/IG为0.935,比表面积为466.9 cm2/g,对各个掺杂含量样品进行电化学催化产氢性能测试,实验结果表明Fe掺杂量为5%的样品的催化性能最好,它在过电势为-209 mV时电流密度达到10 mA/cm2,塔菲尔斜率值为80 mV/dec,经电化学阻抗拟合计算该材料的电荷迁移电阻为23.6Ω,然后通过测试材料在不同扫速下的循环伏安曲线,计算得出该材料的双电层电容为5.06mF/cm2,说明烧结温度为800℃Fe掺杂含量为5%时的材料的电催化性能最好。
其他文献
目的:确定布拖附子最佳采收期。方法:采用折干率实验,研究不同生长期附子的产量,采用甲橙比色法测定附子中总生物碱含量。结果与结论:从药材内在质量和产量两方面综合考虑,确定8
艾芜在西南边地的漂泊是一种无意识的生活体验,也是一种极限体验。极限体验使作者能更贴近地了解流浪者的痛苦,促成其短篇小说集《南行记》的成功。艾芜保留了知识分子应有的
2014年始我国经济发展步入“新常态”,经济增长方式发生了根本性转变。迫切要求我国高等院校培养大量的具有足够理论基础和专业素养,同时又能将知识应用于实践的高层次应用型
通过析水率、凝结时间、流动度和结石体强度试验,对不同水灰比,不同波美度的超细水泥双浆液注浆材料进行了研究。结果表明:水灰比为0.8∶1和1∶1的两种浆液析水较均匀,有更好
鉴于征地移民安置有关税费已作为水电工程建设独立费用的重要组成部分,在整个移民投资中所占比重越来越大、地位越来越重要的特性,介绍了移民安置税费的基本内容,指出了移民
本文根据鞍钢的现实情况,对在鞍钢的轧钢系统尽快实现节能进行了探讨,并通过各厂能源结构的调查,以及现场实际条件分析,介绍了降低能耗的可行方案。
党的十七大首次将生态文明写进党的行动纲领,将生态文明与物质文明、精神文明、政治文明并列,并作为小康社会奋斗目标的建设要求。十八大将生态文明作为社会主义现代化强国五
流感是威胁人类健康的常见传染病之一,主要由流感病毒导致。疫苗接种是目前流感防治的有效方法。流感病毒感染或疫苗接种后,能诱导机体产生郎向流感病毒抗原的抗体,其中起中
本文论述了概念图的定义、理论基础,以及在高中生物教学中如何应用,把它作为教与学的策略,提高教学效率,教会学生学会学习,做到教学相长,使生物课堂成为真正有效的课堂,成为
介绍了鞍钢炼焦工序近10年的技术改造、配煤结构调整和焦炭质量变化情况,指出了配煤结构与国内炼焦煤资源不适应的问题,提出在优质炼焦煤短缺、来煤质量下降的情况下,鞍钢应