【摘 要】
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由于化石能源储量有限且消耗迅速,能源需求不断增加已成为社会可持续发展面临的重大挑战。化石燃料的过度消耗会对周围环境造成不好影响,例如空气污染和温室效应。目前,在环境和能源方面显现出了明显的弊端,故降低对传统化石燃料的使用是当前科研领域需要去研究和探讨的一个重要问题。氢气是未来最有发展前途的能源,氢能具有无毒、稳定性高、环境友好、能量密度高等优点,被认为是未来提供清洁能源最有前途的能源候选者。电解水
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由于化石能源储量有限且消耗迅速,能源需求不断增加已成为社会可持续发展面临的重大挑战。化石燃料的过度消耗会对周围环境造成不好影响,例如空气污染和温室效应。目前,在环境和能源方面显现出了明显的弊端,故降低对传统化石燃料的使用是当前科研领域需要去研究和探讨的一个重要问题。氢气是未来最有发展前途的能源,氢能具有无毒、稳定性高、环境友好、能量密度高等优点,被认为是未来提供清洁能源最有前途的能源候选者。电解水与其他制氢方法相比,不需要煤炭燃料,采用高效催化剂可以降低能耗,电解水效率高,越来越受到人们的重视。然而,电解水有消耗过多能量的缺点,使用高效的催化剂可以降低能耗。铂等电催化剂的催化效果最好,但由于其价格高昂,需要寻找更便宜、更高效的替代电催化剂。在本论文中,用一种简单的方法在电催化剂中引入了氮原子和磷原子。这些复合材料具有价格低廉、易操作、稳定性好等优点。对其结构组成和氢生产特性进行了进一步的分析和研究。本论文由以下三个部分组成:1.用葡萄糖、三聚氰胺、六水合氯化钴和磷酸氢二铵制备Co,P,N共掺杂的介孔碳材料。通过手动在研钵中将上述药品研磨均匀,管式炉中通入氩气,在900℃下焙烧,使用熔盐法,合成的催化剂具有介孔结构,配比的不同会影响样品的结构和性能。样品G6.0M2.0Co5.0在碱性条件下,在电流密度达到10 m A cm-2时,该样品的过电位为180 m V,在酸性条件下,该样品的过电位为172 m V。2.利用盐作为模板来合成钴磷氮共掺杂的介孔碳材料。葡萄糖作为碳源,尿素作为氮源,Co Cl2·6H2O作为钴源,磷酸氢二铵用作磷源。用无机盐Na Cl作为模板。盐和前驱体的质量比以可以影响样品的孔隙率。样品GUCo-0.2Na Cl的过电位是最低的,碱性电解质溶液中,在电流密度为10 m A cm-2时,样品GUCo-0.2Na Cl的过电位为168 m V,且具有最优的稳定性。3.使用操作简单的无溶剂方法来合成Mo、N和P共掺杂的介孔碳材料。将葡萄糖、三氧化钼（MoO3）和磷酸氢二铵（（NH4）2HPO4）按照一定质量比均匀混合并在管式炉中焙烧,制得的样品中,最佳电催化剂是G6.0U2.0Mo4.0,它在酸性和碱性电解质溶液中表现出良好的析氢反应活性并且在10 h的稳定性测试后几乎没有活性损失。
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