二硫化钼复合材料的制备及电催化析氢性能研究

发布时间：2024-03-17 18:48

　　化石燃料的有限储量及其燃烧引发的环境污染问题日趋严峻,促进了对可再生清洁能源的需求和发展。氢作为一种理想的清洁能源引起对高效、环保、廉价制氢技术的需求,其中电解水制氢因不会产生CO₂等有害气体而成为工业绿色制氢的首项选择,但Pt作为性能最佳的阴极催化剂由于价格昂贵且储量较少而限制了工业制氢的大规模应用。因此,开发性能良好、储量丰富的非贵金属催化剂迫在眉睫。MoS₂表现出优异的电化学析氢性能,但与Pt相比仍有待提高。本文通过制备适宜形貌的MoS₂并将其与不同的金属氧化物进行复合来进一步提高材料在酸性介质中的电化学产氢性能。具体研究内容如下:(1)利用溶剂热法确定制备MoS₂纳米管的适宜反应条件为200°C下反应24 h。对MoS₂纳米管催化剂在酸性介质中的电化学析氢性能进行考察发现,MoS₂纳米管催化剂的塔菲尔斜率为69 mV/dec,在过电位为0.32 V时便可产生-10mA/cm²的电流密度,且表现出良好的电化学稳定性。与MoS

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1电解槽示意图

黑龙江大学硕士学位论文-2-1.2电催化析氢反应1.2.1氢析出反应的电催化原理水电解反应通常包括在阳极的析氧反应(oxygenevolutionreaction,OER)和在阴极的析氢反应(HER)，如图1-1所示。图1-1电解槽示意图Fig.1-1schematicofthe....

图1-2催化剂表面在酸性介质中的氢析出反应机制[4]

第1章绪论-3-应，第一步是Volmer反应或放电步骤，水中的一个质子和一个电子吸附在电极表面形成吸附氢原子（Hads），也可以说发生质子耦合电子转移反应。随后可通过两种过程使吸附氢原子完成脱附来产氢：第一种是Tafe反应（或化学脱附），即电极表面的两个吸附氢原子相结合产生氢气；....

图1-3MoS2晶体结构图[38]

黑龙江大学硕士学位论文-8-1.3MoS2在电催化HER中的应用1.3.1MoS2概述MoS2是一种典型的层状材料，单层的二硫化钼具有由原子之间以共价键紧密结合的S-Mo-S“三明治夹层”结构，层与层之间通过微弱的范德华力结合、堆积构成六角密排的类石墨的块状材料。层间存在的弱的范....

图1-4MoS2与纯金属的火山口曲线[40]

第1章绪论-9-现出从间接到直接的带隙转换，这归因于d轨道电子的量子限制效应。块状MoS2具有极差的电催化析氢活性，起始过电位为-90mV，塔菲尔斜率为692mV/dec，同时巨大的电阻也严重影响其催化活性[39]。纳米结构的MoS2具有优异的电子和物理特性在高效能源生产和储存领....

本文编号：3931479