当前位置:主页 > 科技论文 > 化学工程论文 >

二硫化物复合纳米催化剂的合成及其电析氢性能的研究

发布时间:2018-02-08 12:07

  本文关键词: 电化学析氢反应 二硫化钼 二硫化钨 多壁碳纳米管 石墨烯 出处:《兰州大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:氢能是最能替代化石燃料的可再生二次能源。电化学析氢是目前最主要的产氢方式。在众多的材料当中,铂族金属是最理想的析氢催化剂,但是它们价格昂贵并不适合广泛应用。因此,合成具有高活性和高稳定性的非贵金属阴极析氢催化剂是研究的重点。具有类似于石墨烯片层结构的二硫化物(MoS2和WS2)被认为是铂族金属的良好替代品,将其负载在具有良好导电性能的碳材料上制备催化剂并研究其析氢性能是本论文的主要研究内容。1.利用简单且温和的水热法合成出了以多壁碳纳米管为载体的系列电化学催化剂MWCNTs@MoxW1-xS2。通过TEM、XRD和XPS等手段对催化剂进行了表征。实验研究了不同Mo和W的摩尔比以及在MWCNTs上Mo0.54W0.46S2的负载量对于催化剂电化学析氢性能的影响,结果表明,MWCNTs@Mo0.54W0.46S2(Mo0.54W0.46S2的质量分数为77.3%)催化剂具有最好的析氢活性,其起始电位为-0.15 V vs.RHE,Tafel斜率为65 mV dec-1。同时,该催化剂在酸性介质中具有良好的析氢性能。2.首次利用冻干法,将MoS2量子点均匀地生长在石墨烯表面,合成了催化剂MoS2 QDs@GS。同时制备了不同形貌的MoS2@GS催化剂及具有不同摩尔比(MoS2 QDs:GS)的催化剂,并对催化剂进行了TEM、XRD和XPS等表征及电催化性能的测试。研究结果表明MoS2 QDs@GS3:1具有最佳的电化学析氢活性,它的起始电位为-0.094 V vs.RHE并且具有较大的阴极电流密度。电化学实验的结果表明,由上述两种方法所合成的析氢催化剂不仅具有大量活性位点,而且具有优异的电化学析氢活性(包括低的起始电位和塔菲尔斜率值以及大的阴极电流密度)。这为电化学析氢中非贵金属阴极催化剂的研究奠定了良好的基础。
[Abstract]:Hydrogen is the energy to replace fossil fuels and renewable energy two times. The electrochemical hydrogen evolution is the main way for hydrogen production. Among the many materials, platinum group metal hydrogen evolution is an ideal catalyst, but they are expensive is not suitable for wide application. Therefore, the synthesis of high activity and high stability and not expensive the metal cathode catalyst of hydrogen production is the focus of the study. It is similar to graphite structure two sulfide (MoS2 and WS2) is considered to be a good substitute for platinum group metals, which supported catalyst was prepared in carbon materials with good conductive properties and to study its hydrogen performance is the main research the content of.1. by a simple and mild hydrothermal method was synthesized by multi walled carbon nanotubes MWCNTs@MoxW1-xS2. carrier series electrochemical catalyst by TEM, the catalysts were characterized by XRD and XPS methods were experimentally investigated. Effect of different ratio of Mo and W and Mo0.54W0.46S2 loading on MWCNTs for the electrochemical hydrogen evolution properties of the catalysts. The results showed that MWCNTs@Mo0.54W0.46S2 (mass fraction of Mo0.54W0.46S2 is 77.3%) catalyst has the best catalytic activity of hydrogen evolution, the initial potential of -0.15 V vs.RHE, Tafel slope is 65 mV dec-1. at the same time, the catalyst has the properties of hydrogen analysis of.2. well in acidic medium by freeze dry for the first time, the MoS2 quantum dots to grow evenly on the surface of graphene, the catalyst MoS2 QDs@GS. was synthesized and prepared MoS2@GS catalysts with different morphologies and with different molar ratio (MoS2 QDs:GS) of the catalyst, and the catalyst was TEM, XRD and XPS characterization and the electro catalytic performance test. The results show that the MoS2 QDs@GS3:1 has the best electrochemical activity of hydrogen, it is -0.094 V the initial potential of vs.RHE and have greater Yin The drain current density. The results of electrochemical experiments showed that hydrogen catalyst synthesized by the two methods not only has a large number of active sites, but also has excellent electrochemical activity of hydrogen evolution (including initial potential and Tafel slope low value and high cathode current density). This has laid a good foundation for the study of non noble metal the cathode catalyst in the electrochemical hydrogen evolution.

【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36;TQ116.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 程鹏里,李强,段林丽,武振国;节能析氢电极的研究[J];化学世界;1997年11期

2 王华;叶炜;;镍硫钴析氢电极的制备及性能研究[J];表面技术;2011年06期

3 王梅丰,李国希,靳九成,黄桂芳,吴翠兰,史维东,周迭辉;离子束修饰提高钛阴极析氢活性[J];湖南大学学报(自然科学版);1998年05期

4 曹寅亮;王峰;刘景军;王建军;张良虎;覃事永;;镍硫析氢活性阴极的电化学制备及其电催化机理[J];物理化学学报;2009年10期

5 李贺,姚素薇,张卫国,王宏智;电化学技术制备析氢电极材料的研究进展[J];化工进展;2005年07期

6 何捍卫;刘红江;刘芳;周科朝;;泡沫镍基镍硫合金涂层形貌、结构和析氢性能研究[J];功能材料;2006年01期

7 张晋衡,张惠元;一种新型析氢电极的制备方法[J];化学世界;1980年06期

8 李爱昌,李健飞,任宁,刘爽;硅电极表面镍钨磷合金电沉积及其析氢性能[J];材料保护;2004年11期

9 李友遐,高诚辉,林有希,柳丽娜;非晶态镍磷镀层析氢阴极活性的控制与机理[J];材料保护;2004年01期

10 李克锋,王为,鞠峰钱文鲲;电化学技术制备高效析氢电极[J];电镀与精饰;2004年01期

相关会议论文 前10条

1 鞠峰;王为;;高性能析氢电极的研制[A];天津市电镀工程学会第九届学术年会论文集[C];2002年

2 张远明;武繁华;李伟善;;锌和铋在氯化铵溶液中的析氢行为比较[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年

3 张卫国;姚素薇;赵转清;龚正烈;;电化学法制备纳米晶Ni-W-P/p-Si电极及其催化析氢特性[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

4 钱文鲲;王为;;二元镍基合金镀层析氢性能的研究[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年

5 赵转清;张卫国;姚素薇;龚正烈;;p-Si上电沉积Ni-Mo合金及其光电催化析氢性能[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

6 肖日松;杜立群;刘海军;褚德南;刘冲;;微电铸的析氢现象研究[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年

7 吴映辉;唐和清;;Ni-P-纳米TiO_2复合镀层的析氢电催化性能[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年

8 赵雪;朱慧;杨帆;杨秀荣;;在表面活性剂"水中剥离MoS_2用作析氢催化剂[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第12分会:催化化学[C];2014年

9 冯永超;魏子栋;刘勇;陈四国;尹光志;;脉冲电沉积Ni-P合金析氢电极的研究[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年

10 刘萍;唐致远;宋全生;;稀土元素对Ni-Mo合金电极析氢性能的影响[A];天津市电镀工程学会第十届学术年会论文集[C];2006年

相关重要报纸文章 前5条

1 江战;新型纳米催化剂研制成功[N];中国有色金属报;2002年

2 闫明星 王群 记者 姜雪松;纳米催化剂“水中取氢”[N];哈尔滨日报;2010年

3 林世雄邋本报记者 通讯员 李静;纳米催化剂合成的重大突破者[N];福建日报;2008年

4 丛林;纤维素水解技术取得新进展[N];中国化工报;2011年

5 记者 刘霞;新纳米催化剂能在可见光下快速分解水[N];科技日报;2013年

相关博士学位论文 前10条

1 吁艳林;密度泛函理论计算在Ni基析氢电极研究中的应用[D];北京有色金属研究总院;2017年

2 曹寅亮;高活性镍基析氢电极的制备及其在碱性条件下析氢行为研究[D];北京化工大学;2013年

3 张卫国;催化析氢活性阴极设计、制备与表征[D];天津大学;2004年

4 元勇军;金属铱配合物在光致析氢中的性能研究[D];南京大学;2014年

5 袁铁锤;电沉积Ni-S合金析氢阴极材料及析氢机理的研究[D];中南大学;2008年

6 柏_g;基于表面电荷状态调控的金属基复合纳米催化剂设计与可控合成[D];中国科学技术大学;2016年

7 张泽武;金属氧化物封装Au纳米催化剂的制备及性能研究[D];东南大学;2015年

8 李超;一维磁性纳米催化剂的制备及其有机染料降解性能研究[D];山东大学;2016年

9 金仁喜;负载型贵金属纳米催化剂的制备及其性能研究[D];东北师范大学;2016年

10 毛宝华;纳米催化剂和能源器件表面化学性质的原位研究[D];苏州大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 李文珠;二硫化物复合纳米催化剂的合成及其电析氢性能的研究[D];兰州大学;2017年

2 张晓攀;多孔镍基复合材料的制备及其析氢电催化性能[D];山东大学;2015年

3 刘璐;NiCu合金和聚AMT的电催化析氢性能的研究[D];合肥工业大学;2015年

4 于跃;碱性水电解析氢复合阴极的制备与研究[D];天津大学;2014年

5 何永伟;平板与多孔状镍基改性电极的制备及电催化析氢性能研究[D];太原理工大学;2016年

6 马清璇;纳米二硫化钼的制备及电化学析氢性能研究[D];青岛科技大学;2016年

7 李丰;基于二硫化钼复合纳米阴极催化剂的设计合成及其电析氢性能的研究[D];兰州大学;2016年

8 邓晨;新型MoP基析氢电催化剂制备及性能研究[D];北京理工大学;2015年

9 陈周昊;超重力电沉积制备镍基复合析氢电极材料[D];燕山大学;2016年

10 孙明悦;钨基半导体纳米材料的制备及电催化析氢性能研究[D];黑龙江大学;2016年



本文编号:1495407

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/1495407.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户f80e0***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com