过渡金属硫化物的制备及其电催化析氢性能研究

发布时间：2021-09-30 11:07

　　随着人口和能源消耗的增加,能源危机已经成为全球关注的焦点。发展可持续可再生能源（例如风能、太阳能和氢能等）是解决当前能源和环境问题最有效的方法。氢能具有燃烧热值高、产物无污染以及来源丰富等优点,目前已受到人们的广泛关注。电催化制氢是目前公认的高效制氢方式,常用的催化剂有两种,分别是贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂价格昂贵、储量稀少,限制了其大规模的使用。非贵金属催化剂中的过渡金属硫化物储量丰富、价格便宜,在电催化析氢方面具有很大的潜力。但是过渡金属硫化物的析氢性能仍远低于贵金属,同时还存在导电性差、易团聚等问题。针对上述问题,本论文中以过渡金属硫化物FeS₂和Cu₂MoS₄为研究对象,通过引入异质原子和复合高导电性石墨烯基底两种方法对其电催化析氢性能进行改进和优化。具体的研究工作和主要结论概括如下。（1）在希莱克系统中采用热注射法,通过添加表面活性剂、改变硫源以及改变反应温度等实验条件摸索制备黄铁矿FeS₂。研究发现当硫源为硫粉、反应温度为220℃时可以制备得到黄铁矿FeS₂

【文章来源】：长春大学吉林省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

黄铁矿FeS2的晶体结构

5图1-2P-Cu2MoS4原子结构(a)侧视图和(b)俯视图，I-Cu2MoS4原子结构(c)侧视图和(d)俯视图1.3.2FeS2析氢电催化研究现状FeS2在地球中储量丰富、价格便宜，对环境友好无污染，目前受到人们的热切关注，在电催化、电池、超级电容器等领域具有广泛应用[26,27]。针对当前面临的能源短缺问题，我们对FeS2在电催化析氢领域的研究进展进行具体的介绍和分析。目前，实验上制备FeS2的方法很多，制备得到样品的形貌也是多种多样。2013年，J.MatthewLucas等人以FeCl3为Fe源，制备得到黄铁矿FeS2椭球，但是这些纳米粒子均堆砌在一起。在此基础上，他们利用一种罕见的配体1-己烷磺酸盐成功制备出尺寸为80nm的FeS2立方纳米晶[28]，如图1-3所示。图1-3(a)未加入配体与(b)加入配体制备得到的FeS2的TEM图

5图1-2P-Cu2MoS4原子结构(a)侧视图和(b)俯视图，I-Cu2MoS4原子结构(c)侧视图和(d)俯视图1.3.2FeS2析氢电催化研究现状FeS2在地球中储量丰富、价格便宜，对环境友好无污染，目前受到人们的热切关注，在电催化、电池、超级电容器等领域具有广泛应用[26,27]。针对当前面临的能源短缺问题，我们对FeS2在电催化析氢领域的研究进展进行具体的介绍和分析。目前，实验上制备FeS2的方法很多，制备得到样品的形貌也是多种多样。2013年，J.MatthewLucas等人以FeCl3为Fe源，制备得到黄铁矿FeS2椭球，但是这些纳米粒子均堆砌在一起。在此基础上，他们利用一种罕见的配体1-己烷磺酸盐成功制备出尺寸为80nm的FeS2立方纳米晶[28]，如图1-3所示。图1-3(a)未加入配体与(b)加入配体制备得到的FeS2的TEM图


本文编号：3415739