納米材料電催化原理及應用

第1章電催化析氫反應（1）
1.1概述（1）
1.2電催化析氫反應機理（2）
1.3電催化析氫反應評價參數(shù)（3）
1.3.1氫吸附自由能（3）
1.3.2過電勢（4）
1.3.3塔菲爾斜率和交換電流密度（4）
1.3.4穩(wěn)定性（5）
1.3.5法拉第效率（5）
1.3.6電化學活性表面積（5）
1.3.7電化學阻抗譜（6）
1.3.8轉(zhuǎn)換頻率（6）
1.3.9氫鍵能（6）
1.4電催化析氫催化劑（6）
1.4.1貴金屬催化劑（7）
1.4.2過渡金屬催化劑（14）
1.4.3非金屬納米催化劑（19）
1.5總結與展望（24）
參考文獻（25）
第2章電催化析氧反應（28）
2.1概述（28）
2.2電催化析氧反應機理（29）
2.3電催化析氧反應評價參數(shù)（30）
2.3.1過電勢（30）
2.3.2塔菲爾斜率（30）
2.3.3交換電流密度（31）
2.3.4轉(zhuǎn)換頻率（31）
2.3.5法拉第效率（31）
2.3.6穩(wěn)定性（32）
2.3.7電化學活性表面積（32）
2.3.8電化學阻抗譜（32）
2.4電催化析氧催化劑（33）
2.4.1貴金屬及其化合物催化劑（33）
2.4.2過渡金屬催化劑（44）
2.4.3單原子催化劑（56）
2.4.4碳材料催化劑（60）
2.5電催化析氧反應應用（64）
2.6總結與展望（64）
參考文獻（65）
第3章電催化氧還原反應（69）
3.1概述（69）
3.2電催化氧還原反應機理（70）
3.3電催化氧還原反應評價參數(shù)（71）
3.3.1極化曲線（71）
3.3.2起始電位、半波電位和極限電流密度（71）
3.3.3動力學電流密度（72）
3.3.4電化學活性表面積（72）
3.3.5質(zhì)量活性和比活性（73）
3.3.6塔菲爾斜率（73）
3.3.7電子轉(zhuǎn)移數(shù)（74）
3.3.8過氧化氫形成百分比（74）
3.3.9轉(zhuǎn)換頻率（74）
3.4電催化氧還原催化劑（75）
3.4.1鉑族金屬催化劑（75）
3.4.2非鉑族金屬催化劑（78）
3.4.3單原子催化劑（81）
3.4.4碳材料催化劑（84）
3.5電催化氧還原反應應用（86）
3.5.1燃料電池（86）
3.5.2金屬-空氣電池（87）
3.6總結與展望（87）
參考文獻（88）
第4章電催化氮氣還原反應（92）
4.1概述（92）
4.2電催化氮氣還原反應機理（93）
4.3電催化氮氣還原反應評價參數(shù)（96）
4.3.1氨氣產(chǎn)率（96）
4.3.2法拉第效率（96）
4.3.3穩(wěn)定性（97）
4.3.4其他參數(shù)（97）
4.4電催化氮氣還原催化劑（97）
4.4.1貴金屬催化劑（97）
4.4.2非貴金屬催化劑（105）
4.4.3非金屬催化劑（112）
4.4.4金屬有機框架化合物催化劑（118）
4.5總結與展望（120）
參考文獻（122）
第5章電催化二氧化碳還原反應（127）
5.1概述（127）
5.2電催化二氧化碳還原反應機理（128）
5.2.1電催化二氧化碳還原為C1產(chǎn)物（129）
5.2.2電催化二氧化碳還原為C2及C2 產(chǎn)物（130）
5.3電催化二氧化碳還原反應評價參數(shù)（131）
5.3.1起始電位和過電勢（131）
5.3.2電流密度和塔菲爾斜率（131）
5.3.3電化學阻抗譜（131）
5.3.4穩(wěn)定性（132）
5.3.5氣相色譜和核磁共振波譜（132）
5.4電催化二氧化碳還原催化劑（132）
5.4.1貴金屬催化劑（132）
5.4.2過渡金屬催化劑（136）
5.4.3金屬有機框架化合物和共價有機框架化合物（144）
5.4.4碳材料催化劑（147）
5.5電催化二氧化碳還原反應應用（149）
5.6總結與展望（151）
參考文獻（152）
第6章甲醇電催化氧化反應（155）
6.1概述（155）
6.2甲醇電催化氧化反應機理（156）
6.2.1酸性條件下反應機理（156）
6.2.2堿性條件下反應機理（157）
6.3甲醇電催化氧化反應評價參數(shù)（158）
6.3.1電化學活性表面積（158）
6.3.2質(zhì)量活性和比活性（159）
6.3.3穩(wěn)定性（159）
6.4甲醇電催化氧化反應催化劑（160）
6.4.1鉑基納米催化劑（160）
6.4.2鈀基納米催化劑（167）
6.4.3過渡金屬催化劑（170）
6.5甲醇電催化氧化反應應用（171）
6.6總結與展望（172）
參考文獻（172）
第7章乙醇電催化氧化反應（174）
7.1概述（174）
7.2乙醇電催化氧化反應（174）
7.2.1乙醇電催化氧化反應機理（174）
7.2.2乙醇電催化氧化反應特征（176）
7.2.3乙醇電催化劑表面結構效應（177）
7.3乙醇電催化氧化反應評價參數(shù)（178）
7.3.1電化學活性表面積（178）
7.3.2質(zhì)量活性和面積比活性（178）
7.3.3穩(wěn)定性（179）
7.3.4選擇性（179）
7.4乙醇電催化氧化催化劑（180）
7.4.1鉑及其合金納米催化劑（180）
7.4.2鈀及復合納米催化劑（187）
7.4.3其他金屬納米催化劑（188）
7.5乙醇電催化氧化反應應用（189）
7.6總結與展望（190）
參考文獻（191）