过渡金属硫化物的光电催化性质的界面效应研究

发布时间：2021-07-23 10:33

　　在电催化分解水和空气电池的反应过程中,阳极发生的析氧反应（OER）是制约整个过程的关键步骤,因为该反应是四个电子的转移过程,所以需要克服更高的反应势垒才能进行。在众多的催化剂材料中,过渡金属硫化物由于其良好的导电性而受到关注,虽然通过掺杂、调控形貌和结构等方式,可以在一定程度上提高该体系的催化性质,但是在反应过程中,氧化溶解和能量转化效率较低的问题仍然存在。在催化剂表面生长贵金属量子点不仅可以提高催化剂的性质,而且可以加快氧气的解离速率,从而有效缓解氧化溶解的问题。然而这种结构中的贵金属和催化剂同时接触电解质,因此,很难区分究竟是贵金属还是诱导产生的高价态过渡金属离子作为活性位点,所以不利于研究微观反应机制。核壳结构纳米颗粒可以有效地解决这些问题,并且可以量化研究贵金属的局域表面等离子体效应对催化剂的影响。此外,将过渡金属单原子化是另一种有效提升催化剂活性的方法。本论文通过对纳米材料的界面和表面结构进行调控,制备了一系列纳米催化剂,利用透射电子显微镜对材料的微观结构、元素分布以及局域表面等离子体效应进行了精细的表征,然后系统研究了这些催化剂的电催化分解水和金属空气电池的OER性质与微观... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 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】：博士

【部分图文】：

PEELS的两种工作模式前级光路图:图像和衍射[2]

能量分辨率用分光光谱仪的零峰半高宽来确定,由于仪器的不稳定,所以每次采集信号之前最好都对分光光谱仪进行聚焦,以获得最好的能量分辨率。能量分辨率由电子枪的型号决定。在100keV下,钨丝的能量分辨率最低(3eV),六硼化镧稍微好一点(1.5eV),肖特基场发射可以到0.7eV,冷场场发射最好可以达到0.3eV。在更高的加速电压下能量分辨率会有所下降。热发射电子枪的电流密度很高,当电子被聚焦成一个光斑时,电子间的静电相互作用会削弱能量分辨率。电子-电子相互作用称为Boersch效应。我们可以通过不饱和电子发射或者只选择光晕中心的电子来削弱电子间的相互作用。这样的话六硼化镧电子枪的能量分辨率可以达到1eV,但是这样会减小电流从而能影响信号强度,只能通过增大束斑或光阑来补偿损失的电子。此外,还可以通过降低加速电压来提高能量分辨率。图1-3 Gatan分光光谱仪实物照片[2]

Gatan分光光谱仪实物照片[2]


本文编号：3299128