2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、目前,電解水產(chǎn)氫和氧成為實現(xiàn)太陽能和風能儲存的有效路徑,并因此成為了解決能源危機和環(huán)境問題的有效措施之一。但是氧析出反應(OER)因其復雜的4電子質子轉移過程而成為限制電解水的主要瓶頸之一。引入貴金屬和非金屬氧析出催化劑已經(jīng)被證明可以有效地提高電解水的效率;然而大多數(shù)貴金屬和非貴金屬催化劑主要作用于酸性和堿性介質中,在中性介質中能源轉換效率仍很低,尤其是近中性海水。使用海水代替純凈水具有非常重要的意義,因為地球上可利用水的總量97%是鹽

2、水。但是催化劑在中性海水介質中氧析出面臨兩大問題,首先催化劑具有較高的氧析出起始電位和較低的電流密度,其次催化劑在長期測試過程中容易失活和產(chǎn)生副產(chǎn)物。因此降低催化劑在中性介質中氧析出起始電位,提高其電流密度,有效地防止催化劑失活和副產(chǎn)物的產(chǎn)生具有十分重要的意義。面對這些問題,本論文制備具有層狀結構和層間陰離子可交換的鈷鐵水滑石(Co-Fe LDH),將其應用于中性非緩沖海水中和磷酸緩沖溶液(PBS)中,并討論了催化劑在中性介質中的反應機

3、理和影響因素。主要工作如下:
  1、以成核晶化隔離法合成尺寸均一的鈷鐵水滑石(Co-Fe LDH)為催化劑,以海鹽配置而成中性非緩沖溶液為電解質,研究其電催化析氧性能。實驗數(shù)據(jù)顯示,催化劑在海水中展現(xiàn)出較大OER電流密度,同時在過電位530mV的條件下進行長達8h的恒電位電解,電流密度保持率86%而且數(shù)值保持在10.4mA/cm2,這個數(shù)值將和常規(guī)的光伏輸出裝置相匹配。并且我們對催化劑在海水中表現(xiàn)出優(yōu)異電化學性能的原因進行探討,

4、發(fā)現(xiàn)電解質溶液中陰、陽離子對催化劑活性的提高具有重要貢獻。這將為鈷鐵水滑石(Co-Fe LDH)直接應用于天然海水的電解提供可能性,同時對中性體系中提高催化劑的電化學性能提供了更多的設計思路。
  2、以成核晶化隔離法合成的鈷鐵水滑石(Co-Fe LDH)為催化劑,對其進行電化學還原預處理,研究其在中性磷酸緩沖溶液(PBS)的電化學性能。實驗結果顯示電化學還原后Co-Fe LDH的析氧起始電位降低了100mV,并且電流密度也明顯增

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