铁掺杂硫化钼与硫化铁—硫化钼复合物的制备及其电解水制氢催化性能研究
发布时间：2022-01-10 21:36
随着化石能源的快速消耗和环境污染的日益加重,清洁能源的需求与发展正变得越来越迫切,而氢气由于其独特的性质,正在被外界所关注。氢气具有清洁环保的特点,是理想的载能体,由于传统的氢气制备往往需要大量的化石能源作为原料,同时产生了大量的二氧化碳,因此,开发一种高效节能,绿色环保的产氢方法,变的十分迫切。以电解水过程中析氢反应（HER）为原理的制氢方法,具备绿色环保、节能高效的优点,以此为基础,人们重点研究了析氢反应（HER）中所用的催化剂。以贵金属Pt为代表的HER催化剂具有良好的催化性能,然而其价格昂贵,产量稀少,这大大限制了催化剂的大规模实际应用,因此开发一种相对廉价的高效催化剂,成为了人们的主要目标。而过渡金属硫化物,在HER催化剂上具有广泛的应用前景,同时其价格低廉,制备方法相对简单,以此为基础合成的HER催化剂,正逐渐成为当今的研究热点。本文主要以MoS2为基础,研究了提高其析氢反应（HER）催化性能的几种方法,包括掺杂和复合的方式引入Fe源,来增加催化剂的活性位点数目;对掺杂和复合Fe后生成的催化剂,再进一步引入碳源,通过增加催化剂的导电性来增加催化剂的催化活性。在实验过程中,对...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同Fe源合成的Fe-MoS2的XRD曲线：(a)硝酸铁；(b)二茂铁；(c)硫酸亚铁；(d)氯化铁；(e)未掺杂Fe源
图 3.2 为掺杂不同 Fe 源时的 MoS2扫描电镜图。a~d 样品的 Fe 源分别是硝酸铁、二茂铁、亚铁和氯化铁。我们发现，a~d 样品的形貌较为一致，均为球状颗粒，只是随着 Fe 源的变成产物的尺寸发生一定变化。当 Fe 源为硝酸铁、二茂铁、硫酸亚铁和氯化铁时，生成产物的颗粒平均尺寸分别 300nm、102nm、0.6μm 和 0.35μm。其中以硝酸铁、硫酸亚铁和氯化铁 源时合成的 Fe-MoS2，会发生较强程度的团聚效应；当 Fe 源为二茂铁时，样品具有较好的性。由此看出，二茂铁为前驱体生成的 Fe-MoS2颗粒尺寸最小。
图 3.3 不同 Fe 源条件制备 Fe-MoS2的电化学性能曲线：(a) 极化曲线；(b) 极化曲线局部放大图；(c) tafel 斜率；(d) 阻抗Fig.3.3 Electrochemical properties curves of Fe-MoS2doped from various Fe precursors：(a) polarization curve ; (b) The polarization curve of partial enlargement；(c) tafel plot；(d) Impedance图 3.3 为采用不同 Fe 源前躯体合成 Fe-MoS2的电化学性能曲线。我们发现，用无机 Fe 源成的 Fe-MoS2，催化性质整体表现较差，而对于以二茂铁为 Fe 源合成的 Fe-MoS2，其催化效果则有一定的提高。其中，Fe 源为硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铁、二茂铁时合成的 Fe-MoS2和未掺杂 Fe 的 MoS2催化剂在催化过程中，当体系中的过电位达到-0.7V 时，对应的电流密度分别为-2mA·cm-2、-6mA·cm-2、-11mA·cm-2、-43mA·cm-2和-18mA·cm-2(图 3.3a)；当交换电流密度达到-1mA·cm-2时，对应的过电位分别为-0.5V、-0.29V、-0.27 V、-0.226 V 和-0.24 V (图 3.3b)；同时，四种条件下合
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法合成纳米花状二硫化钼及其微观结构表征[J]. 傅重源,邢淞,沈涛,邰博,董前民,舒海波,梁培. 物理学报. 2015(01)
[2]超声波协同微波溶剂热合成工艺对FeS2性能影响的研究[J]. 邹正光,张明月,龙飞,武晓鹂,张劲. 人工晶体学报. 2014(10)
[3]PVP对溶剂热合成FeS2（Pyrite）的形貌控制研究[J]. 陈艳华,姜传海,郑毓峰,孙言飞. 材料导报. 2010(14)
[4]化学气相沉积法制备富勒烯结构二硫化钼纳米粒子[J]. 王跃峰,赵鹏,曾一,杨龙,姚彩珍,赵亚丽. 应用化工. 2008(12)
[5]二硫化钼制备与应用研究进展[J]. 张文钲,姚殳. 润滑油. 2006(04)
[6]晶种法水热合成FeS2纳米晶[J]. 吴荣,郑毓峰,张校刚,孙言飞,徐金宝. 无机材料学报. 2004(04)
[7]硬脂酸与Mo（W）-S-Fe簇合物复合膜的XPS和AES研究[J]. 李道华,张林,叶向荣,忻新泉. 光谱实验室. 1999(02)
本文编号：3581456
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同Fe源合成的Fe-MoS2的XRD曲线：(a)硝酸铁；(b)二茂铁；(c)硫酸亚铁；(d)氯化铁；(e)未掺杂Fe源
图 3.2 为掺杂不同 Fe 源时的 MoS2扫描电镜图。a~d 样品的 Fe 源分别是硝酸铁、二茂铁、亚铁和氯化铁。我们发现，a~d 样品的形貌较为一致，均为球状颗粒，只是随着 Fe 源的变成产物的尺寸发生一定变化。当 Fe 源为硝酸铁、二茂铁、硫酸亚铁和氯化铁时，生成产物的颗粒平均尺寸分别 300nm、102nm、0.6μm 和 0.35μm。其中以硝酸铁、硫酸亚铁和氯化铁 源时合成的 Fe-MoS2，会发生较强程度的团聚效应；当 Fe 源为二茂铁时，样品具有较好的性。由此看出，二茂铁为前驱体生成的 Fe-MoS2颗粒尺寸最小。
图 3.3 不同 Fe 源条件制备 Fe-MoS2的电化学性能曲线：(a) 极化曲线；(b) 极化曲线局部放大图；(c) tafel 斜率；(d) 阻抗Fig.3.3 Electrochemical properties curves of Fe-MoS2doped from various Fe precursors：(a) polarization curve ; (b) The polarization curve of partial enlargement；(c) tafel plot；(d) Impedance图 3.3 为采用不同 Fe 源前躯体合成 Fe-MoS2的电化学性能曲线。我们发现，用无机 Fe 源成的 Fe-MoS2，催化性质整体表现较差，而对于以二茂铁为 Fe 源合成的 Fe-MoS2，其催化效果则有一定的提高。其中，Fe 源为硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铁、二茂铁时合成的 Fe-MoS2和未掺杂 Fe 的 MoS2催化剂在催化过程中，当体系中的过电位达到-0.7V 时，对应的电流密度分别为-2mA·cm-2、-6mA·cm-2、-11mA·cm-2、-43mA·cm-2和-18mA·cm-2(图 3.3a)；当交换电流密度达到-1mA·cm-2时，对应的过电位分别为-0.5V、-0.29V、-0.27 V、-0.226 V 和-0.24 V (图 3.3b)；同时，四种条件下合
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法合成纳米花状二硫化钼及其微观结构表征[J]. 傅重源,邢淞,沈涛,邰博,董前民,舒海波,梁培. 物理学报. 2015(01)
[2]超声波协同微波溶剂热合成工艺对FeS2性能影响的研究[J]. 邹正光,张明月,龙飞,武晓鹂,张劲. 人工晶体学报. 2014(10)
[3]PVP对溶剂热合成FeS2（Pyrite）的形貌控制研究[J]. 陈艳华,姜传海,郑毓峰,孙言飞. 材料导报. 2010(14)
[4]化学气相沉积法制备富勒烯结构二硫化钼纳米粒子[J]. 王跃峰,赵鹏,曾一,杨龙,姚彩珍,赵亚丽. 应用化工. 2008(12)
[5]二硫化钼制备与应用研究进展[J]. 张文钲,姚殳. 润滑油. 2006(04)
[6]晶种法水热合成FeS2纳米晶[J]. 吴荣,郑毓峰,张校刚,孙言飞,徐金宝. 无机材料学报. 2004(04)
[7]硬脂酸与Mo（W）-S-Fe簇合物复合膜的XPS和AES研究[J]. 李道华,张林,叶向荣,忻新泉. 光谱实验室. 1999(02)
本文编号：3581456
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