钴氮共掺杂多孔碳材料的制备及电催化产氢性能研究

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1、＠单位代码：１０１６６硕士学位论文钴氮共掺杂多孔碳材料的制备及电催化产氢性能研究论文作者：＾鋪鮮学科专业：錢滅＇海指导教师：鮮Ｍ鎌培养单位：以制培养类别：２０１８＾５＾完成时间：沈阳师范大学学位评定委员会学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师的指导下取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明并表示了谢

2、意。作者签名：查邊日期：巧学位论文使用授权声明本人授权沈阳师范大学研究生处，将本人硕士学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定，允许论文被查阋和借阅机构送交论文的电子版和纸质版；有权可以采用影、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文印。保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名：Ｉ爲日期：钴氮共掺杂多孔碳材料的制备及电催化产氢性能研究摘要由于科学技术的迅猛发展,我们的生活在过去的几十年里发生了翻天覆地的变化，与此同时人类也

3、面临着前所未有的能源问题，比如对于一些不可再生能源的消耗。氢能作为一种清洁无污染，发热量高且在世界范围内分布较广泛的一种能源，正日益受到人们的青睐。目前比较简便的制备氢气的方法是电解水制氢，对于该制备方法，选择一种高效的电极材料是非常重要的，因此制备出一种可以降低析氢反应过电位的电极材料是目前的研究重点。近来，过渡金属掺杂的碳氮材料受到了人们的广泛关注。本篇文章采用不同方法，不同模板合成出了活性高、价格低且稳定性良好的钴氮共掺杂多孔碳材料，并且对其结构和析氢活性作了较为深入的研究。本论文主要包括以下三个部分:

4、1.通过溶剂挥发诱导自组装法(EISA法)得到Co,N/C材料。通过控制不同的碳化温度来控制所得材料的电催化性能。比较线性扫描曲线(LSV)中电流密度为相同数值时，分别需要的过电位和塔菲尔斜率大小来分析材料的电催化产氢活性。其中MFCo800样品在酸性条件下，电流密度为10mAcm-2时过电位为-166mV，塔菲尔斜率为88.1mVdec-1；在碱性条件下的过电位为-203mV，塔菲尔斜率是69.8mVdec-1，以上数据说明MFCo800具有良好的电化学性质。2.采用一种操作相对简便，产率较高的熔融盐法合成

5、Co,N/C材料。对所得材料进行结构表征和电化学性质测定后，在酸性条件下，电流密度为10mAcm-2时，CoNPC的过电位为-171mV，小于CoPC的-340mV，而且CoNPC的塔菲尔斜率为75.9mVdec-1也远小于CoPC的204.0mVdec-1。同理在碱性条件下CoNPC的过电位-202mV小于CoPC的-367mV，塔菲尔斜率105.7mVdec-1小于CoPC的241.5mVdec-1。3.以CoCl2·6H2O代替Co(NO3)2·6H2O作为钴源，同时作为熔盐，通过控制CoCl2·6H2

6、O的不同加入量来控制所得材料的电化学性能，得到CoNDC-0.5，CoNDC-1.0和CoNDC-1.5三种材料。经过酸性条件下电催化析氢反应活性测定，电流密度为10mAcm-2时，CoNDC-1.5具有最低的过电位和塔菲尔斜率，分别是-168mV和62.8mVdec-1。关键词：钴氮共掺杂，多孔，碳材料，电催化，产氢ITHEPREPARATIONOFCOBALT-NITROGENDOPEDPOROUSCARBONMATERIALSANDSTUDYOFELECTROCATALYTICHYDROGENPRODU

7、CTIONAbstractBecauseoftherapiddevelopmentofscienceandtechnology,ourlifehasundergonegreatchangesinthepastdecades,whilehumanbeingsarefacingunprecedentedenergyproblems.Forexample,somenon-renewableenergyisconsumpted.Asakindofenergywhichisclean,non-polluting,hig

8、hcalorificandwidelydistributedworldwide,hydrogenisfavoredbypeople.Themostcommonlymethodofhydrogenproductioniselectrolysiswater,thismethodisveryproductiveness,easytooperateandenvironmentfriendly.Forthis