泡沫镍基过渡金属硫化物光—电催化性能的研究及其水分解应用

发布时间：2022-05-05 18:49

　　电催化和光催化分解水是制备氢气和氧气最有前景的方法之一。高效的阴极和阳极催化剂至关重要。本文主要进行了双功能催化材料的结构设计,催化材料的制备及研究其对电催化和光-电催化析氢和析氧性能的影响。首先微波辅助水热制备均匀分布二硫化钼的硫化镍纳米棒阵列,然后电化学沉积一层硫化钴纳米片。制备的样品不仅赋予电子沿硫化镍纳米棒向泡沫镍的易迁移性,还通过分层生长的硫化钴和二硫化钼纳米片来最大限度地将活性边缘位置暴露于反应溶液中,从而明显提高电催化析氢和析氧活性。电化学测试显示CoS-MoS2/Ni3S2/NF纳米棒阵列达到电流密度为10 mA cm-2时,在1.0 M KOH里,对应析氢和析氧仅为85 mV和225 mV的低过电位,分别优于大多数当前的非贵金属电催化材料。在二电极体系电解水中,达到电流密度为10 A cm-2时,仅为1.62 V。首先制备覆盖氧化钼纳米片的桑葚状的硫化镍纳米球阵列,然后通过电化学沉积一层硫化镉。制备的CdS-MoO3/Ni3S2/NF在1.0 M KOH里,在电流密度为10 mA cm-2时,具有30 mV和192 mV的超低过电位分别对应析氢和析氧,其中析氢性能接近... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光-电催化水分解原理
    1.3 过渡金属化合物概述
    1.4 泡沫镍基电催化剂的优点
    1.5 近期相关研究进展
    1.6 本论文的选题意义及研究内容
        1.6.1 选题意义
        1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验及表征仪器
    2.3 光-电催化性能测试
第三章 CoS-MoS_2/Ni_3S_2纳米棒阵列的电催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 MoS_2/Ni_3S_2纳米棒阵列的制备及其性能研究
        3.2.1 制备方法
        3.2.2 MoS_2-Ni_3S_2制备条件的确定
    3.3 CoS-MoS_2/Ni_3S_2纳米棒阵列的制备及其电催化性能的研究
        3.3.1 制备方法
        3.3.2 CoS-MoS_2/Ni_3S_2的形貌和结构
        3.3.3 CoS-MoS_2/Ni_3S_2的电催化析氢和析氧性能研究
        3.3.4 CoS-MoS_2/Ni_3S_2的电催化整体水分解性能研究
    3.4 本章小结
第四章 CdS-MoO_3/Ni_3S_2纳米球阵列的光-电催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 MoO_3/Ni_3S_2纳米球阵列的制备及其性能研究
        4.2.1 制备方法
        4.2.2 MoO_3/Ni_3S_2制备条件的确定
    4.3 CdS-MoO_3/Ni_3S_2纳米球阵列的制备及其光-电催化性能研究
        4.3.1 制备方法
        4.3.2 CdS-MoO_3/Ni_3S_2的形貌和结构
        4.3.3 CdS-MoO_3/Ni_3S_2的光学性能表征
        4.3.4 CdS-MoO_3/Ni_3S_2的电催化析氢析氧性能研究
        4.3.5 CdS-MoO_3/Ni_3S_2的电催化整体水分解性能研究
        4.3.6 CdS-MoO_3/Ni_3S_2的光催化和光电催化性能研究
    4.4 本章小结
第五章 全文总结
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]光电催化材料在太阳能分解水方面的应用研究进展[J]. 朱凯健,刘杰,刘一霖,王婷,罗文俊,黄维.  中国材料进展. 2019(02)
[2]二维硫化钼的溶液法制备及其复合材料在光、电催化领域的应用[J]. 唐美瑶,王岩岩,申赫,车广波.  化学进展. 2018(11)
[3]世界煤炭资源供需分析[J]. 郭娟,李维明,么晓颖.  中国煤炭. 2015(12)
[4]世界煤炭资源供需形势分析[J]. 许莉.  中国煤炭地质. 2012(06)

博士论文
[1]过渡金属基纳米片阵列电极材料的制备及其光/电催化产氧性能研究[D]. 刘伟.浙江大学 2018
[2]髙性能分子筛负载金属催化剂及SAPO-34分子筛催化剂的合成与催化性能研究[D]. 王宁.吉林大学 2017



本文编号：3650810