负载型过渡金属磷化物制备及其析氢性能研究
开题报告
- 文献综述
摘要：近几年来，为解决石油资源过渡消耗带来的环境和能源问题，研究人员致力于开发新型清洁能源——氢能。电解水被认为是大规模生产氢能的最有前途的技术之一，然而受限于贵金属基催化剂价格高昂，数量少。过渡金属磷化物（TMPs）具有和贵金属催化剂相似性质，被证明在电解水反应中具有良好的催化活性，且其活性好，稳定性强，价格相对较低，具有良好的应用前景，本文介绍了过渡金属磷化物在析氢反应中的研究发展。
关键词：负载型催化剂 过渡金属磷化物 析氢反应 水分解
1引言
随着经济的快速发展，生产效率逐渐提高，能源消耗日益增加，随之而来的环境和能源问题也愈加显著[1]。为了改善环境，国家大力提倡清洁能源的发展与使用。氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍多（液氢完全燃烧约为同质量汽油的3倍），且燃烧后的产物为水，不污染空气，所以，它被认为是理想的清洁、高能燃料。目前，作为高能燃料，液氢已应用于航天等领域；作为化学电源，氢氧燃料电池已经被用作汽车的驱动能源等。由于氢气的制取成本高和储存困难，作为燃料和化学电源暂时还未能广泛应用。随着科技的发展，对氢能源的开发已取得了很大的进展，氢气终将会成为主要的能源之一。
而电催化分解水被认为是生产清洁和可再生的氢能、解决传统化石燃料过度消耗导致的能源和环境问题的最有前途的技术之一。电催化分解水的两个半反应，即阴极发生的析氢反应（HER），阳极发生的析氧反应（OER），均依赖于贵金属电催化剂达到降低超电势和较好能量转化效率的效果[2]。但是，贵金属的稀缺和高成本限制其在大规模生产上的应用。因此，目前研究人员致力于开发高活性、高稳定性、廉价的非贵金属基电催化剂，使其能够应用于工业生产，并在过去几年中取得了一系列重要进展[3]。
过渡金属磷化物（TMP），如CoP、FeP、Ni2P、Cu3P、MoP、WP作为一类极具应用潜力的催化剂，已被证实在电催化产氢领域具有广阔的应用前景[4]。它们具有良好的导电性、优异的化学稳定性以及类铂族贵金属的电子结构，在高效催化HER方面受到广泛关注[5-6]。
2过渡金属磷化物在析氢反应上的研究进展
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