電解水及其催化劑

《電解水及其催化劑》是化學工業出版社於2022年出版的書籍，作者是劉雲花

基本介紹

• 中文名：電解水及其催化劑
• 作者：劉雲花
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2022年10月1日
• 頁數：238 頁
• 開本：16 開
• ISBN：9787122417541

內容簡介

本書基於作者近年來在電解水及電解水催化劑方面的研究以及文獻積累，介紹了電解水和電解槽體系的基礎知識，並綜述了幾年來開發的性能優異的催化劑。

首先介紹了電解水的基本原理及重要參數，然後介紹了電解槽體系，包括傳統的電解槽體系和新型電解槽體系，之後介紹了電催化劑的製備方法，高效電催化劑的構建方法，最後介紹了貴金屬、非貴金屬以及單原子材料作為電催化劑的研究進展。 本書可供電化學、電催化、材料科學等領域的研究人員及高等院校相關專業學生參考使用。

作者簡介

劉雲花，貴州理工學院，套用化學專業講師。2018年到現在從事新能源科學與工程專業教學，科研工作重點為電催化劑的製備及其套用。

目錄

第一章電解水概述001

1.1引言002

1.2基本原理003

1.2.1OER催化機理005

1.2.2HER催化機理007

1.3電催化的重要參數009

1.3.1質量活性009

1.3.2塔費爾斜率009

1.3.3過電位010

1.3.4法拉第效率013

1.3.5電化學活性面積和歸一化電流014

1.3.6周轉頻率017

1.3.7穩定性018

1.4電解水催化劑019

參考文獻020

第二章電解槽體系概述025

2.1鹼性電解槽體系026

2.2酸性電解槽體系031

2.3海水電解槽032

2.4解耦電解槽033

參考文獻040

第三章電解水催化劑的製備方法043

3.1有機配體輔助合成法044

3.2水熱和溶劑熱合成法047

3.3電沉積法049

3.3.1電沉積的方式050

3.3.2電解液050

3.3.3基底和模板051

3.4共沉澱法052

3.4.1原材料的影響053

3.4.2濃度和組成的影響053

3.4.3溶劑效應054

3.4.4溫度和pH的影響055

3.5靜電紡絲法055

3.5.1溶液參數057

3.5.2工藝參數059

3.5.3環境參數060

3.6材料的表征技術062

參考文獻062

第四章高效電催化劑的設計066

4.1化學摻雜067

4.2缺陷(空位)工程069

4.2.1化學還原和電化學還原法070

4.2.2等離子處理070

4.2.3其他方法071

4.3物相工程072

4.4晶面工程073

4.5結構工程074

4.5.1調整材料尺寸074

4.5.2組分調製075

4.5.3修飾表面/界面075

4.5.4導電載體工程076

4.61D/2D納米結構自支撐電極076

4.6.1自支撐電極作為HER催化劑078

4.6.1.1一般的1D/2D納米陣列078

4.6.1.2分級結構1D/2D納米結構080

4.6.1.3具有中空1D/2D納米結構的電極082

4.6.2自支撐電極作為OER催化劑083

4.6.2.1一般的1D/2D納米陣列電極083

4.6.2.2分級結構1D/2D納米結構085

4.6.2.3具有中空1D/2D納米結構的電極086

4.6.3自支撐電極作為OER/HER雙功能催化劑088

4.6.3.1一般的1D/2D納米陣列電極088

4.6.3.2具有中空1D/2D納米結構的電極090

參考文獻093

第五章貴金屬基納米催化劑104

5.1銥基納米催化劑用於電化學分解水106

5.1.1Ir基催化劑用於HER106

5.1.1.1Ir金屬107

5.1.1.2Ir合金108

5.1.1.3Ir的氧化物110

5.1.2Ir基催化劑用於OER111

5.1.2.1Ir金屬111

5.1.2.2Ir合金115

5.1.2.3Ir氧化物116

5.1.3Ir基催化劑用於全電解水120

5.1.3.1Ir金屬基雙功能催化劑120

5.1.3.2Ir合金基雙功能催化劑123

5.1.3.3Ir氧化物/氫氧化物基雙功能催化劑124

5.1.3.4含Ir的氫氧化物124

5.2低Pt含量電催化劑用於HER催化127

5.2.1低Pt含量電催化劑的合成128

5.2.2低Pt含量電催化劑在電催化HER的套用131

5.2.2.1載體上的Pt納米顆粒132

5.2.2.2載體上的Pt納米簇133

5.2.2.3Pt單原子催化劑134

5.2.2.4Pt合金催化劑135

5.2.2.5表面富Pt的低Pt含量電催化劑136

參考文獻138

第六章非貴金屬基納米催化劑153

6.1鎳基化合物154

6.1.1鎳基硒化物用於OER154

6.1.2含有其他金屬的鎳基硒化物用於OER158

6.1.3NiFe硫化物161

6.1.4NiFe基氧化物/氫氧化物165

6.1.4.1NiFe基氧化物165

6.1.4.2NiFe基(氧)氫氧化物167

6.1.4.3NiFe LDH174

6.2硼化物和硼酸鹽催化劑177

6.2.1硼化物催化劑178

6.2.2硼酸鹽催化劑183

6.3碳化鉬基催化劑186

6.3.1Mo2C催化劑187

6.3.2Mo2C雜化催化劑188

6.4Fe、Co、Ni基磷化物190

6.4.1前驅體的合成190

6.4.2磷化方法192

6.4.3磷化物和C的複合材料193

6.4.4雜原子摻雜的磷化物194

6.4.4.1非金屬摻雜195

6.4.4.2金屬摻雜196

參考文獻197

第七章單原子催化劑217

7.1SACs用於HER催化218

7.1.1貴金屬基SACs用於HER218

7.1.2非貴金屬基SACs用於HER221

7.2SACs用於OER催化224

7.2.1單金屬SACs用於OER224

7.2.2雙金屬SACs用於OER226

7.3雙功能SACs用於電解水227

參考文獻231