金属硫化物纳米结构的构筑及电化学性能研究

发布时间：2023-06-03 07:43

　　随着环境污染、能源紧缺等危机的加剧,科研人员针对可持续和清洁能源的开发利用进行了大量研究。氢能被认为是最有前景的清洁可再生能源,是传统化石能源最理想的替代者。电解水制氢是最有效的产氢方式,包括阴极的析氢反应(HER)和阳极的析氧反应(OER),具有纯度高、能量利用高效等优点,具有广阔的应用前景。但是作为电催化析氢反应催化剂的贵金属价格昂贵、储量贫乏,因此急需寻找一种高效、经济的催化剂。本论文以过渡金属硫化物为研究对象,利用模板法,开展基于金属硫化物的纳米结构构建和组装的研究工作,研究其在电催化领域的应用。研究成果如下:1)首次利用CoMoO₄为前驱体自模板法合成CoMoS₃纳米片组装的纳米管。Co–Mo–S三元元素组成和协同效应使材料表现出高效、稳定的电解水催化性能。同时该合成方法为新型过渡金属硫化物在能量储存与转化领域的应用提供了参考:以过渡金属氧化物为前驱体,利用自模板法合成中空、片层结构,使材料构效关系能够充分地发挥。2)以NiMoO₄为模板利用水热法合成了NiMoS₃纳米棒。受Ni-Mo-S...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电解水反应机理的研究现状
        1.2.1 电解水析氢反应(HER)的反应机理研究
        1.2.2 电解水析氧反应(OER)的反应机理研究
    1.3 电解水催化剂的研究进展
        1.3.1 低铂催化剂的研究
        1.3.2 过渡金属硫化物的研究
        1.3.3 过渡金属(氢)氧化物的研究
        1.3.4 过渡金属碳化物的研究
        1.3.5 过渡金属磷/硒化物的研究
        1.3.6 双阴离子过渡金属化合物的研究
    1.4 本论文的选题背景与研究内容
第二章 自模板法合成片组装CoMoS₃纳米管及其电解水性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 CoMoO4纳米棒前驱体的制备
        2.2.2 片组装CoMoS₃纳米管的制备
        2.2.3 CoMoS₃纳米管电极的制备
        2.2.4 CoMoS₃纳米管的表征
        2.2.5 CoMoS₃纳米管的电化学性能表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 片组装CoMoS₃纳米管的形貌、结构及其组成研究
        2.3.2 片组装CoMoS₃纳米管电化学性能研究
    2.4 本章小结
第三章 NiMoS₃纳米棒电催化制氢的性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 NiMoO4纳米棒的制备
        3.2.2 NiMoS₃纳米棒的制备
        3.2.3 NiMoS₃纳米棒的物理化学表征
        3.2.4 NiMoS₃纳米棒电化学性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 NiMoS₃纳米棒的形貌、结构及其组成研究
        3.3.2 NiMoS₃纳米棒的电化学性能研究
    3.4 本章小结
第四章 Pt纳米粒子修饰的类普鲁士蓝化合物的OER性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 类普鲁士蓝前驱体的制备
        4.2.2 Pt粒子修饰类普鲁士蓝立方体的制备
        4.2.3 Pt粒子修饰类普鲁士蓝电极的制备
        4.2.4 Pt粒子修饰类普鲁士蓝的表征
        4.2.5 Pt粒子修饰类普鲁士蓝的电化学性能表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Pt粒子修饰类普鲁士蓝立方体的形貌、结构及其组成研究
        4.3.2 Pt粒子修饰类普鲁士蓝立方体的OER性能测试
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3828926