N掺杂分级结构MoNi合金的制备及电解水性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

电催化是当前纳米材料领域和催化领域的研究热点,与能源和环境息息相关。铂基金属催化剂在氧还原反应及电解水析氢反应中都表现出优于其他催化剂的特性,但其储量有限和成本昂贵的缺点严重制约了其在实际商业化中的应用。探寻低成本、高活性和高稳定性的电催化剂成为具有挑战性的工作。目前,MoNi催化剂材料被认为具有替代Pt基贵金属成为优异电解水性能的潜在催化剂,并且得到广大学者的关注。为此研究者们进行了大量的研究:Panyong Kuang等人采用原位化学气相沉积(CVD)制备的Ni-Mo双金属硫化物在大范围的pH内能高效催化析氢,他们发现Ni-Mo双金属硫化物HER活性的优势来自于NiS2-MoS2异质结晶格界面的形成所诱导的H2O的增强离解。Yoshikazu Ito等人将多孔石墨烯与NiMo合金结合,用氮掺杂的石墨烯覆盖多孔双连续NiMo合金的纳米尺度孔洞制备了非贵金属电极。该催化剂不含贵金属,性能与Pt/C电极基本相同,即使在酸性电解液中也能保持其原有的催化活性。Teng Wang等人制备了一种由均匀分布的金属Ni和NiMo4N5纳米晶组成的高效稳定的无贵金属HER催化剂,他们制备的两相的纳米晶体Ni-Mo-N催化剂测试得出非常低的过电势,其低成本有望替代铂基催化剂。Jian Zhang等人通过控制Ni原子在Ni泡沫(MoNi4/MoO2@Ni)上退火的立方NiMoO4前驱体上向外扩散而制备一种Ni泡沫上由MoO2支撑的MoNi4电催化剂,其性能与铂相当,优于最先进的无铂电催化剂,且具有良好的可扩展性和稳定性,是一种具有广阔应用前景的碱性水电催化剂。

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