硫化钼/P-CNTs复合材料的制备及电催化析氢性能研究

发布时间：2022-07-12 17:03

　　随着能源和环境问题的日益突出,氢能,作为一种绿色可持续的清洁能源受到了各国的广泛关注,被认为是最有前途的新型能源。电催化析氢具有效率高、纯度高、工艺和操作过程简单等优点,应用前景十分乐观,但其要求催化剂具备高的催化活性和稳定性、价格低廉,能够批量制备等特点,因此如何制备高性能的活性电极析氢材料是当前研究的热点之一。本文通过水热法制备了MoS_x/P-CNTs复合材料,并探究了不同因素对其电化学析氢性能的影响。通过高温裂解法制备了P-CNTs。实验发现,随着裂解温度的提高P的掺入量也在随之增加。高温过程和P的掺入会使CNTs的直径变大、晶型变差,这有利于降低CNTs表面的化学惰性使之易与其他物质形成稳定结构的复合物。采用水热法制备了花状MoS_x。研究表明,制备的MoS_x材料为不定晶型,含有大量的不饱和S原子;高温煅烧后MoS_x材料发生重结晶形成六方晶型的MoS₂,使其催化活性降低。采用水热法制备了MoS_x/P-CNTs复合材料。研究表明,一方面,P原子掺杂和高... 

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氢能概述
        1.2.1 氢能的优点
        1.2.2 制氢方法
    1.3 电催化产氢
        1.3.1 电催化产氢原理
        1.3.2 电催化产氢的电极材料
    1.4 碳纳米管（CNTs）概述
        1.4.1 碳纳米管的结构
        1.4.2 碳纳米管的制备方法
        1.4.3 碳纳米管在电化学领域的应用
    1.5 二硫化钼（MoS_2）概述
        1.5.1 二硫化钼的结构
        1.5.2 二硫化钼的制备方法
        1.5.3 二硫化钼的应用
    1.6 硫化钼/碳纳米管复合材料
    1.7 本文研究内容及意义
第2章 实验部分
    2.1 试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 物理测试方法
        2.2.1 X射线衍射（XRD）
        2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）
        2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
        2.2.4 拉曼光谱（Raman）
        2.2.5 X射线光电子能谱（XPS）
        2.2.6 Zeta电位测试
        2.2.7 电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）
    2.3 电化学测试分析
        2.3.1 三电极体系
        2.3.2 工作电极的制备
        2.3.3 线性扫描伏安法（LSV）
        2.3.4 塔菲尔曲线（Tafel curves）
        2.3.5 电化学交流阻抗谱图（EIS）
        2.3.6 循环伏安法（CV）
第3章 MoS_x/P-CNTs的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 P-CNTs的制备及表征
        3.2.1 P-CNTs的制备
        3.2.2 P-CNTs的XRD表征
        3.2.3 P-CNTs的SEM表征
        3.2.4 P-CNTs的Zeta电位分析
    3.3 花状MoS_x的制备及表征
        3.3.1 花状MoS_x的制备
        3.3.2 花状MoS_x的XRD表征
        3.3.3 花状MoS_x的SEM表征
        3.3.4 花状MoS_x的TEM表征
        3.3.5 花状MoS_x的Zeta电位分析
    3.4 花状MoS_x的电化学性能测试
        3.4.1 花状MoS_x的LSV测试
        3.4.2 花状MoS_x的Tafel曲线
        3.4.3 花状MoS_x的稳定性测试
    3.5 MoS_x/P-CNTs复合材料的制备及表征
        3.5.1 MoS_x/P-CNTs复合材料的制备
        3.5.2 MoS_x/P-CNTs复合材料的XRD表征
        3.5.3 MoS_x/P-CNTs复合材料的SEM表征
        3.5.4 MoS_x/P-CNTs复合材料的TEM表征
    3.6 MoS_x/P-CNTs复合材料的电化学性能测试
        3.6.1 MoS_x/P-CNTs复合材料的LSV测试
        3.6.2 MoS_x/P-CNTs复合材料的Tafel曲线
        3.6.3 MoS_x/P-CNTs复合材料的EIS测试
        3.6.4 MoS_x/P-CNTs复合材料的稳定性测试
    3.7 本章小结
第4章 尿素辅助MoS_x@P-CNTs的制备及表征
    4.1 引言
    4.2 尿素辅助MoS_x@P-CNTs复合材料的制备
    4.3 正交实验设计与结果分析
        4.3.1 正交实验设计
        4.3.2 正交实验结果分析
        4.3.3 正交实验样品的SEM表征及分析
    4.4 尿素辅助MoS_x@P-CNTs复合材料的表征
        4.4.1 MoS_x@P-CNTs复合材料的XRD表征
        4.4.2 MoS_x@P-CNTs复合材料的SEM表征
        4.4.3 MoS_x@P-CNTs复合材料的TEM表征
        4.4.4 MoS_x@P-CNTs复合材料的Raman分析
        4.4.5 MoS_x@P-CNTs复合材料的XPS分析
    4.5 MoS_x@P-CNTs复合材料的电化学性能测试
        4.5.1 MoS_x@P-CNTs复合材料的LSV测试
        4.5.2 MoS_x@P-CNTs复合材料的Tafel曲线
        4.5.3 MoS_x@P-CNTs复合材料的双电层电容C_(dl)及TOF计算
        4.5.4 MoS_x@P-CNTs复合材料的EIS测试
        4.5.5 MoS_x@P-CNTs复合材料的稳定性测试
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[2]碳基非铂复合催化剂的电催化析氢性能的研究[D]. 乔乔.燕山大学 2015
[3]MoS2及其复合材料的可控合成与电催化制氢研究[D]. 赵潇璇.中国石油大学(华东) 2014



本文编号：3659511