不可再生的傳統(tǒng)化石燃料日益枯竭已引起世界兩大問題,即能源危機和環(huán)境污染,而開發(fā)清潔可再生的氫能源是解決問題的有效途徑之一。電解水技術(shù)被認為是一種可行的、有前途的制氫路線,盡管目前Pt基貴金屬被認為是電催化析氫的最佳催化劑,但其大規(guī)模應用受到成本高、儲量少等缺點的制約。因此,開發(fā)可代替Pt基材料的高效、穩(wěn)定、地球含量豐富的非貴金屬析氫電催化劑具有十分重大的研究意義。近年來,過渡金屬硫化物因其高效的電催化析氫活性成為研究熱點,被認為是具有廣闊前景的可替代Pt的電催化劑材料。電解水反應主要在催化劑的表面進行,因此電催化劑的性能與形貌及微觀結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。此外,傳統(tǒng)的材料大部分都是以粉體的形式存在,其中所需的粘結(jié)劑嚴重影響了催化劑表面與電解液的接觸,在一定程度上阻塞了反應活性位點,使得材料的催化活性降低。因此,本論文通過調(diào)控電催化劑的表面結(jié)構(gòu),設計合成出MoS2/MF,VS2/MoS2/MF和Mo-Cu2S/CF三種自支撐電催化劑,從而提高了催化劑的析氫活性。本論文的主要研究結(jié)論包括以下三部分:(1)以四水合鉬酸銨,硫代乙酰胺為起始原料,利用氨水的刻蝕作用,合成了鉬箔上生長的二硫化鉬納米片陣列(M...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 前言
    1.2 電解水技術(shù)
        1.2.1 電催化析氫發(fā)展
        1.2.2 電催化析氫反應的催化機理(HER)
        1.2.3 電催化析氫電催化劑
    1.3 過渡金屬析氫電催化劑的研究進展
        1.3.1 過渡金屬碳化物的研究進展
        1.3.2 過渡金屬氮化物的研究進展
        1.3.3 過渡金屬磷化物的研究進展
        1.3.4 過渡金屬硫化物的研究進展
    1.4 本文的選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 選題依據(jù)
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
        1.4.3 創(chuàng)新點
2 水熱合成鉬箔上生長的MoS₂/MF納米片陣列作為高效析氫電催化劑
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 合成工藝
        2.2.4 電極的制備及電催化析氫性能表征測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 MoS₂/MF材料的結(jié)構(gòu)與表征
        2.3.2 MoS₂/MF材料的電催化析氫性能
    2.4 本章小結(jié)
3 VS₂微米花原位嵌入少層MoS₂納米帶在大電流密度下促進析氫反應
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 合成工藝
        3.2.4 電催化析氫性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Mo源加入量對材料形貌及性能的影響
        3.3.2 VS₂/MoS₂/MF材料的結(jié)構(gòu)與表征
        3.3.3 VS₂/MoS₂/MF材料的電催化析氫性能
    3.4 本章小結(jié)
4 Mo摻雜Cu₂S自支撐電極的合成及電催化析氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 合成工藝
        4.2.4 電催化性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Mo-Cu₂S/CF材料的結(jié)構(gòu)與表征
        4.3.2 Mo-Cu₂S/CF材料的電催化析氫性能
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論及展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及專利成果



本文編號：4056532