钒掺杂MoS 2 纳米片的制备及电化学析氢性能研究

发布时间：2023-03-11 19:42

　　二维层状结构Mo S₂纳米片被认为是一种很具有前途的电催化析氢催化剂,但存在催化惰性基面和本征半导体导电率差的局限性。本文制备了具有层间距宽化的Mo S₂纳米片,并通过钒(V)元素的掺杂,制备了不同掺杂比例的1T和2H相混合的V-Mo S₂纳米片,并以此作为电化学析氢的催化材料,进行电催化析氢的研究。本论文通过简单的水热合成法制备了Mo S₂和V-Mo S₂纳米片。新鲜制备的样品具有1T和2H相混合的特征,通过V的掺杂,提高了金属1T相的含量,从而实现高效的析氢反应(HER)。V(IV)和V(II)共掺杂、1T和2H相混合以及宽层间膨胀的结构特点赋予了纳米薄片丰富的无序和丰富的缺陷,从而增添了丰富的活性中心。此外,V(IV)和V(II)共掺杂还带来了电子效应,缩小了禁带宽度,改善了本征电导率,优化了基面的吸氢自由能。通过调节V掺杂含量,10%V-Mo S₂催化剂在10m A cm^-2时的过电位为146 m V,Tafel斜率为48 m...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 清洁能源的分类
    1.2 氢能源的研究
        1.2.1 氢能的优点
        1.2.2 氢气的用途
        1.2.3 氢的制备方式
    1.3 电催化析氢反应
        1.3.1 电化学析氢反应性能的表征参数
        1.3.2 电化学析氢材料的研究进展
    1.4 二硫化钼
        1.4.1 二硫化钼的理化性质
        1.4.2 二硫化钼的结构
        1.4.3 二硫化钼的制备方法
        1.4.4 二硫化钼的应用
    1.5 二硫化钼纳米材料的电催化析氢
        1.5.1 二硫化钼纳米材料电催化析氢研究进展
        1.5.2 二硫化钼的析氢性能优化
    1.6 二硫化钒
    1.7 钒掺杂二硫化钼作析氢催化剂研究现状
    1.8 本论文的研究意义
第二章 V掺杂MoS2纳米片的合成与表征
    2.1 引言
    2.2 实验过程
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器设备
        2.2.3 表征仪器设备
        2.2.4 不同钒掺杂比例的MoS2纳米片的制备过程
    2.3 V-MoS2纳米片的表征分析
        2.3.1 成分表征分析
        2.3.2 形貌表征分析
    2.4 本章小结
第三章 V掺杂MoS2纳米片电催化析氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 电极的制备
    3.3 V-MoS2的电催化性能表征
        3.3.1 线性扫描伏安法
        3.3.2 塔菲尔斜率
        3.3.3 交流阻抗谱
        3.3.4 双电层电容
        3.3.5 电化学稳定性
    3.4 本章小结
第四章 V掺杂MoS2纳米片电催化析氢后成分表征
    4.1 拉曼光谱分析
    4.2 X射线衍射图谱
    4.3 X射线光电子能谱
    4.4 扫描电子显微镜
    4.5 Mo S2基催化剂HER性能的最新进展
    4.6 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士论文期间的学术活动和成果情况



本文编号：3760121