二维过渡金属硫化物的控制合成及其在能源转换中的应用
发布时间：2021-09-02 23:02
二十一世纪,人类所面临最大挑战是能源和环境问题,随着能源危机的日益加剧,发展新型能源以替代传统化石燃料成为全球关注的热点问题。而在快速制取清洁能源的反应中,高效、高选择性电催化剂的控制合成成为关键因素,引起广泛的研究关注。二维无机纳米材料,特别是层状过渡金属硫化物,因其独特的物理、化学或电子性质,在光电器件、电子器件、传感器、电催化和能量储存方面都有很好的应用前景。本论文旨在可控制备二维过渡金属硫属化合物,并对其进行一系列性能调控策略,同时借助X射线吸收光谱等表征技术建立材料的精细结构与性能调控之间的关系,为优化二维过渡金属硫属化合物作为电催化剂的催化活性和稳定性提供新的方法和思路,使其在能源转换反应中得到更加广泛的应用。具体工作如下:1.采用高温热解法可控制备金属性高指数晶面（02?）暴露的CuFeS2纳米片。该材料在0.5 M H2SO中表现出良好的HER性能,起始电压约为28.1 mV,电流密度为10 mA cm-2时其过电势约为88.7 mV,性能均优于很多已报道的非贵金属HER催化剂,并且材料具有较好的稳定性,...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二十四面体Pt纳米晶体的(a)TEM谱图、(b)SAED谱图、(c)HRTEM谱图、(d)原子模型示意图和(d)HRTEM谱图
子水平的表面结构设计，可以精确有效的控制催化剂性能。过渡金中合理控制的缺陷工程能够引起电子结构的变化，暴露更多的活升其电催化性能。过去的几年里，人们在制备材料过程中，优化合成陷、降低配位数、改变材料结构，进而影响材料的活性。例如，液氨辅助锂化路线合成了新型多孔金属性 1T 相 MoS2纳米片，并 2H 相、1T 相、介孔 2H 和 1T 相以及 S 补偿的介孔 2H 相五种 M结构 (相态)、边缘位点和硫缺陷对于其 HER 性能的影响。图 1.料的电子自旋共振谱图，用以研究材料中的缺陷程度，在大约 3到明显的硫缺陷信号，其归因于 Mo-S 悬空键的存在，信号越强，少。综合晶体结构 (相态)、边缘位点和硫缺陷的结果，相较于传S2，含有丰富的边缘位点和硫缺陷的多孔金属性 1T 相 MoS2纳米片的 HER 催化活性[ 3]。Qiao 课题组报道了通过在锥体的纳米晶面上调控一维单晶CoO纳米棒的原子结构，实验和理论计算结果表明，创造氧缺陷能够对 CoO 的电子结构产生有利的影响，提高了 OER电荷转移和最优的能量，从而提升电极材料的整体催化活性和稳
大学硕士研究生学位论文 二维过渡金属硫化物的控制合成及其在能源转换中的在 MoSe2纳米片表面原位生长金属性 NiSe 纳米晶体来构筑异质界面明Se2-NiSe 纳米复合材料。这些高质量的垂直的异质结构阵列使电子从金e纳米晶体中转移到 MoSe2矩阵中，实现电子调制，提高材料HER 催化性1. 为 MoSe2纳米花、NiSe 纳米片和 MoSe2-NiSe 纳米复合材料的导电性。从图中可以看出，MoSe2的电阻率随着测试温度升高而下降，表现半，而 NiSe 的电阻率随着温度升高而升高，表明金属性。值得注意的是，Me 纳米复合材料的电阻率室温下大约为 11.30 ·cm，而 MoSe2纳米花的2. 0 ·cm，说明在 MoSe2纳米片引入电子能够增加其导电性，致使 Me 纳米复合材料具有更小的电阻率，能够促进反应过程中催化剂–电解液–支持电极表面之间的快速的电荷转移，进而提升其 HER 催化性能[ ]。
本文编号：3379896
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二十四面体Pt纳米晶体的(a)TEM谱图、(b)SAED谱图、(c)HRTEM谱图、(d)原子模型示意图和(d)HRTEM谱图
子水平的表面结构设计，可以精确有效的控制催化剂性能。过渡金中合理控制的缺陷工程能够引起电子结构的变化，暴露更多的活升其电催化性能。过去的几年里，人们在制备材料过程中，优化合成陷、降低配位数、改变材料结构，进而影响材料的活性。例如，液氨辅助锂化路线合成了新型多孔金属性 1T 相 MoS2纳米片，并 2H 相、1T 相、介孔 2H 和 1T 相以及 S 补偿的介孔 2H 相五种 M结构 (相态)、边缘位点和硫缺陷对于其 HER 性能的影响。图 1.料的电子自旋共振谱图，用以研究材料中的缺陷程度，在大约 3到明显的硫缺陷信号，其归因于 Mo-S 悬空键的存在，信号越强，少。综合晶体结构 (相态)、边缘位点和硫缺陷的结果，相较于传S2，含有丰富的边缘位点和硫缺陷的多孔金属性 1T 相 MoS2纳米片的 HER 催化活性[ 3]。Qiao 课题组报道了通过在锥体的纳米晶面上调控一维单晶CoO纳米棒的原子结构，实验和理论计算结果表明，创造氧缺陷能够对 CoO 的电子结构产生有利的影响，提高了 OER电荷转移和最优的能量，从而提升电极材料的整体催化活性和稳
大学硕士研究生学位论文 二维过渡金属硫化物的控制合成及其在能源转换中的在 MoSe2纳米片表面原位生长金属性 NiSe 纳米晶体来构筑异质界面明Se2-NiSe 纳米复合材料。这些高质量的垂直的异质结构阵列使电子从金e纳米晶体中转移到 MoSe2矩阵中，实现电子调制，提高材料HER 催化性1. 为 MoSe2纳米花、NiSe 纳米片和 MoSe2-NiSe 纳米复合材料的导电性。从图中可以看出，MoSe2的电阻率随着测试温度升高而下降，表现半，而 NiSe 的电阻率随着温度升高而升高，表明金属性。值得注意的是，Me 纳米复合材料的电阻率室温下大约为 11.30 ·cm，而 MoSe2纳米花的2. 0 ·cm，说明在 MoSe2纳米片引入电子能够增加其导电性，致使 Me 纳米复合材料具有更小的电阻率，能够促进反应过程中催化剂–电解液–支持电极表面之间的快速的电荷转移，进而提升其 HER 催化性能[ ]。
本文编号：3379896
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